二階壓控低通濾波器設(shè)計(jì)

1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)“二階壓控低通濾波器”設(shè)計(jì)姓名：班級(jí)：學(xué)號(hào)：2015.06.13一、摘要低通濾波器是一種典型的選頻電路。本文詳細(xì)介紹二階壓控電壓源低通濾波器的設(shè)計(jì)方法,給出了其通用電路圖。在給定的頻段內(nèi)，理論上它能讓信號(hào)無(wú)衰減地通過(guò)電路，這一段稱為通帶，通帶外的其他信號(hào)將受到很大的衰減，具有很大衰減的頻段稱為阻帶，通帶與阻帶的交界頻率稱為截止頻率。本設(shè)計(jì)用Multisim10對(duì)其進(jìn)行仿真觀察，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論.二、關(guān)鍵詞濾波器、二階低通、壓控型三、引言隨著電子信息的發(fā)展，濾波器作為信號(hào)處理所不可或缺的部分，也得到了迅速的發(fā)展，且應(yīng)用極為廣泛，在衛(wèi)星云圖、電視信號(hào)以及雷達(dá)接收機(jī)當(dāng)中濾波器是不可缺少的一

2、部分。本次通過(guò)對(duì)濾波器基本理論的學(xué)習(xí)，簡(jiǎn)單闡述二階壓控低通濾波器的工作原理，并根據(jù)題中所給的已知量進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)。四、正文4.1.設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)二階壓控型低通濾波器，要求通帶增益為2，截止頻率為2kHz，可以選擇0.01F的電容器，阻值盡量接近實(shí)際計(jì)算值。電路設(shè)計(jì)完后，畫(huà)出頻率響應(yīng)曲線，并采用Multisim軟件進(jìn)行仿真分析。4.2.方案提出在普通有源二階濾波器中，其幅頻特性曲線在下降時(shí)，實(shí)際變化與理想狀態(tài)下的變化相差很大，這就造成了濾波器性能的下降。因此考慮引入合適的反饋，增大幅頻特性在處的衰減速率，同時(shí)使幅頻特性又不過(guò)于抬升。如圖1所示，當(dāng)Q值不同時(shí)，幅頻特性曲線也不同。圖1 二階壓控LP

3、F的幅頻特性4.3.分析過(guò)程圖2 二階壓控LPF二階壓控有源濾波器如圖2所示。將圖中電容接到運(yùn)放輸出端，引入正反饋。由于在通帶內(nèi)電容可視為開(kāi)路，因此的改接不影響濾波器的放大倍數(shù)，即。取，根據(jù)“虛短”、“虛斷”特性和疊加定理，有：聯(lián)立解得：由上式，濾波器的頻率響應(yīng)可以寫(xiě)為:式中當(dāng)時(shí)，可以簡(jiǎn)化為根據(jù)條件有=2KHz，解得RC=，其中C=0.01F，故取R=10K。由于=2，取。至此，所有參數(shù)計(jì)算完畢。此處采用芯片， uA741M，uA741I，uA741C（單運(yùn)放）是高增益運(yùn)算放大器，用于軍事，工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用.這類單片硅集成電路器件提供輸出短路保護(hù)和閉鎖自由運(yùn)作。這些類型還具有廣泛的共同模式，差模

4、信號(hào)范圍和低失調(diào)電壓調(diào)零能力與使用適當(dāng)?shù)碾娢?。其引腳圖如圖3所示，相關(guān)參數(shù)如圖4所示。圖3 引腳圖圖4 相關(guān)參數(shù)4.4.仿真結(jié)果仿真電路圖如圖5所示，通過(guò)交流分析，其輸出幅頻特性曲線如圖6所示，波特圖如圖8所示。圖5 仿真電路圖圖6 仿真幅頻特性、相頻特性圖圖7 波特圖分析電路圖8 仿真波特圖4.5.結(jié)果分析由仿真結(jié)果可容易看出，當(dāng)時(shí)，當(dāng)頻率較小時(shí)。即通帶增益為2，截至頻率為2KHz,與題目中給出的條件對(duì)比知，所設(shè)計(jì)的電路滿足要求,通過(guò)仿真驗(yàn)證了設(shè)計(jì)結(jié)果的正確性。設(shè)計(jì)完成。 五、結(jié)束語(yǔ)（心得體會(huì)）通過(guò)本次設(shè)計(jì)，加深了對(duì)集成運(yùn)算放大器線性應(yīng)用的了解，學(xué)會(huì)了一些模擬電子設(shè)計(jì)的基本方法，通過(guò)對(duì)電路的仿真，加深了對(duì)Multisim的熟悉，學(xué)會(huì)了交流分析與波特圖分析方法，為以后的學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。同時(shí)，通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，了解了一些低通濾波器的電路，拓寬了視野。六、參考文獻(xiàn)1 王淑娟，蔡惟錚，齊明.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M. 北京：高等 教育出版社，2009.2 李海燕. Multisim & Ultiboard電路設(shè)計(jì)與虛擬儀器仿真. 北京：電子工業(yè)出版社，2012.2.3北方交通大學(xué),馮民