模擬電子技術(shù)課程設(shè)計-語音濾波器設(shè)計-文庫吧
2025-05-12 21:15 本頁面
【正文】 ?? 帶阻 202202 )()(oVsQssAsA??????? （ A） （ B） 圖 1 二階 RC 有源低通濾波器 (a)壓控電壓源 (VCVS)電路 (b)無限增益多路反饋 (MFB)電路 語音濾波器設(shè)計 7 分析表明，圖 1 所示電路的傳輸函數(shù)的表達(dá)式為 1211221212111)1(111)(CCRRsCRACRCRsCCRRAsAVV??????? ????? （ 1） 與表 1 低通濾波器傳輸函數(shù)的通用表達(dá)式相比較，可得濾波器性能參數(shù)的表達(dá)式為 1212 1CCRRc ?? （ 2） 12211)1(11 CRACRCRQ Vc ????? （ 3） 341 RRAV ?? （ 4） 在設(shè)計濾波器時，通常給定的性能指標(biāo)有截止頻率 fc 或截止角頻率ω c,帶內(nèi)增益 Av，以及濾波器的品質(zhì)因素 Q。對于二階低通（或高通）濾波器，通常取 Q=， 在設(shè)計中，如果僅由ω υ Av 及 Q 這三個數(shù)求出電路中的所有 R、 C 元件的值，是相當(dāng)困難的。通常是先設(shè)定一個或幾個元件的值，再由式（ 2） ~（ 4）建立方程組，求其它元件值。設(shè)定的元件參數(shù)越少，方程求解越難，但電路調(diào)整較方便?，F(xiàn)在已經(jīng)用計算機完成了方程組的求解，并將具有巴特沃斯響應(yīng)、切比雪夫響應(yīng)的 n=2,3,...,8 階各種類型的有源濾波器的電路及其所用的 RC 元件的值制成設(shè)計表，設(shè)計人員只需要查表就能得到濾波器的電路及 RC 元件的值，稱這種查表法為有源濾波器的快速設(shè)計方法。 設(shè)計中采用集成運放芯片 741，它是八腳的集成 芯片其引腳功能如圖 2 所示，電源輸入為177。 15V。 圖 2 語音濾波器設(shè)計 8 三、設(shè)計步驟 方案選擇 選擇濾波器的響應(yīng)特性為巴特沃斯響應(yīng)，濾波器的電路形式為VCVS，濾波器的類型為一級二階低通與一級二階高通濾波電路串聯(lián)；這樣可以較好的達(dá)到濾波器的性能參數(shù)為截止頻率 fH=2021HZ ，fL=200HZ,AV=4 阻帶衰減速率為 40dB/10 倍頻 具體步驟 1）根據(jù)截止頻率 fc,從附圖中選定一個電容 C（單位μ F）的標(biāo)稱值，使其滿足CfK c100? 注意 K 值不能太大，否則會使電阻的阻值較大，從而使引 入的的誤差增加，通常取 1≤ K≤ 10。 2）從設(shè)計表表 2 中查出與 Av 對應(yīng)的電容值及 K=1 時的電阻值。再將這些電阻值以參數(shù) K，得電阻的設(shè)計值。 表 2 二階濾波器設(shè)計表 二階低通濾波器（巴特沃斯響應(yīng)） 二階高通濾波器（巴特沃斯響應(yīng)） 語音濾波器設(shè)計 9 電路元件值 Av 1 2 4 6 8 10 R1 R2 R3 開路 R4 0 C1 C2 2C2 2C2 2C2 2C2 電阻為參數(shù) K=1 時的值，單位為 kΩ 電路元件值 Av 1 2 4 6 8 10 R1 R2 R3 開路 R4 0 電阻為參數(shù) K=1 時的值，單位為 kΩ 時電路穩(wěn)定）2A(RR1ACCRR1V34V1212c?????? )2(1CRR1342212c????VV ARRAQ? 增益容易調(diào)整，輸入阻抗高、輸出阻抗低。運放 Ri〉 10（ R1+R2） ,輸入端到地要有意直流通路。在ω c 處，運放的開環(huán)增益至少應(yīng)是濾波器增益的 50 倍。 要求運放 Ri大于 10R2， R R4 的選取要考慮對失調(diào)的影響，在ω c處，運放的開環(huán)增益 Av 至少是濾波器增益的 50 倍。 3）二階高通濾波器級設(shè)計 根據(jù)截止頻率 fL=200HZ 從附圖中選定一定電容 C（單 位μ F）的標(biāo)稱值 C= F 由公式：CfK c100?得 K=5。 從設(shè)計表表 2 中可以查出與 Av=2 對應(yīng)的電阻值（ K=1 時）： 4)二階低通濾波器設(shè)計 根據(jù)截止頻率 fH=2021Hz 從附圖中選定電容 C2（單位μ F）的標(biāo)稱值K 值大小 K=1 K=5 R1 R2 R3 R4 表 3 語音濾波器設(shè)計 10 C2= F 由公式：CfK c100?得 K=5。 從設(shè)計表表 2 中可以查出與 Av=2 對應(yīng)的電阻值（ K=1 時） : 5）、把二階高通與二階低通串聯(lián)構(gòu)成如圖電路： 圖 3 5）、然后對設(shè)計的電路進(jìn)行指標(biāo)計算并與實物圖參數(shù)比較 : 低通級： 612212 11 ????????? FFkkCCRRc ??? Zc kHf ???? ?? 2 34 ????? RRA LV K 值的大小 K=1 K=5 R1 R2 R3 R4 C1 C2 C2 表 4 語音濾波器設(shè)計 11 在實物中我們?nèi)?biāo)稱值 : 表 5 低通 設(shè)計值 標(biāo)稱值 誤差 R1/kΩ R2/kΩ 11 R3/kΩ R4/kΩ C1/μ F 0 C2/μ F 0 高通級： 622212 11 ???????? FkkCRRc
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