二階有源低通濾波器

1、設(shè)計(jì)題題目二階有源低通濾波器設(shè)計(jì)一個(gè)有源低通濾波器的截止頻率為f=10kHz。方案論證(1)：對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析與處理時(shí)，常常會(huì)遇到有用信號(hào)疊加上無(wú)用噪聲的問題，這些噪聲有的是與信號(hào)同時(shí)產(chǎn)生的，有的是傳輸過程中混入的。因此，從接收的信號(hào)中消除或減弱干擾噪聲，就成為信號(hào)傳輸與處理中十分重要的問題。根據(jù)有用信號(hào)與噪聲的不同特性，消除或減弱噪聲，提取有用信號(hào)的過程稱為濾波，實(shí)現(xiàn)濾波功能的系統(tǒng)稱為濾波器。濾波器分為無(wú)源濾波器與有源濾波器兩種工作原理：二階有源濾波器是一種信號(hào)檢測(cè)及傳遞系統(tǒng)中常用的基本電路，也是高階慮波器的基本組成單元。常用二階有源低通濾波器的電路型式有壓控電壓源型、無(wú)限增益多路反饋型和雙二

2、次型。本次課程設(shè)計(jì)采用壓控電壓源型設(shè)計(jì)課題。有源二階濾波器基礎(chǔ)電路如圖1所示:圖1二階有源低通濾波基礎(chǔ)電路它由兩節(jié)RC濾波電路和同相比例放大電路組成，在集成運(yùn)放輸出到集成運(yùn)放同相輸入之間引入一個(gè)負(fù)反饋，在不同的頻段，反饋的極性不相同，當(dāng)信號(hào)頻率f>>f0時(shí)(f0為截止頻率)，電路的每級(jí)RC電路的相移趨于-90o,兩級(jí)RC電路的移相到-1800,電路的輸出電壓與輸入電壓的相位相反，故此時(shí)通過電容c引到集成運(yùn)放同相端的反饋是負(fù)反饋，反饋信號(hào)將起著削弱輸入信號(hào)的作用，使電壓放大倍數(shù)減小，所以該反饋將使二階有源低通濾波器的幅頻特性高頻端迅速衰減，只允許低頻端信號(hào)通過。具特點(diǎn)是輸入阻抗高，輸

3、出阻抗低。傳輸函數(shù)為:A(s)=Vo(s)Vi(s)1(3-AVF)sCR(sCR)2當(dāng)f=0或者頻率很小時(shí)，各電容可視為開路Ao=Af=1+(Avf-1)R1/R1稱為通帶增益11Q=稱為等效品質(zhì)因數(shù)3-Avf1稱為特征角頻率RC則A(s)=2sA。；.'n2.s，cQ上式為二節(jié)低通濾波電路傳遞函數(shù)的典型表達(dá)式注：當(dāng)0=0.707時(shí)的3dB截止角頻率，當(dāng)Ao=Avf之3電路將自激振蕩。當(dāng)s=jw代入A(s)二A"2wc2sswcQA2A0Wc2Wc2sswcQ則20lgA(jw)A=20lgw22w21-()22(/wcwcQw(w)=-arctan-岫1-(w)2wcc對(duì)

4、pQsQr0rO0QQQQQQ圖22二階有源低通濾波電路的幅頻響應(yīng)由圖可見，當(dāng)Q=0.707時(shí)，幅頻特性最平坦,而當(dāng)Q>01707時(shí)，在通帶截止頻率附近幅頻特性曲線將會(huì)上翹。Q值越大特性曲線上翹得越厲害。可見Q值具有重要的意義，Q值不同，幅頻特性曲線的形狀也不同。在設(shè)計(jì)濾波器時(shí)，Q值是一個(gè)重要的參數(shù)。2.1.3電阻電容的選取（式15）（式16）根據(jù).R1R2C1C2R1R2）2-4>4二fC1C2R=R2,C1=C2由f=10kHz在這里所選用的電容C=1000pF推出R=15.9k'1R-16k'1G=C2=1000pF（2）芯片介紹：產(chǎn)品型號(hào)：LM324N1 .

5、概述與特點(diǎn)LM32鋁由四個(gè)獨(dú)立的運(yùn)算放大器組成的電路。它設(shè)計(jì)在較寬的電壓范圍內(nèi)單電源工作,但亦可在雙電源條件下工作。本電路在家用電器上和工業(yè)自動(dòng)化及光、機(jī)、電一體化領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用。具特點(diǎn)如下： 具有寬的單電源或雙電源工作電壓范圍；單電源3V30V雙電源土1.5V±15V 內(nèi)含相位校正回路，外圍元件少 消耗電流小：Icc=0.6mA（典型值，RL=oo） 輸入失調(diào)電壓低：土2mV（典型值） 電壓輸出范圍寬：0VVCC-1.5V 共模輸入電壓范圍寬：0VVCC-1.5V 封裝形式：DIP14圖2LM324N實(shí)物圖4VCCGKDH圖3LM324N管腳圖四總結(jié)與體會(huì)實(shí)習(xí)了兩個(gè)星期的，我們

6、學(xué)會(huì)了很多東西，培養(yǎng)了動(dòng)手能力也為我們以后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說(shuō)得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢周。這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多專業(yè)知識(shí)問題，最后在老師的辛勤指導(dǎo)下，終于游逆而解。同時(shí)，在老師的身上我們學(xué)也到很多實(shí)用的知識(shí)，在次我們表示感謝！同時(shí)，對(duì)給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！參考文獻(xiàn)1康華光，北京：高等教育出版社，2006.12邵