【正文】 態(tài)和性能。 運(yùn)放的選擇 我們選擇了八管腳的 UA741單運(yùn)放 其管腳圖如下， 圖 Ua741 管腳圖 圖 uA741 內(nèi)部原理圖 20 第 2 章 EWB 仿真分析 EWB 軟件介紹 EWB 的全稱為 Electronics Workbench（電子工作臺(tái)），它提供了仿真實(shí)驗(yàn)和電路分 析兩種仿真手段，可用于模擬電路、數(shù)字電路、數(shù)模混合電路和部分強(qiáng)電電路的仿真、分析和設(shè)計(jì)。有源濾波器有低通、高通、帶通和阻帶等電路。 工作原理 濾波電路是一種能使楊浦用頻率通過，同時(shí)抑制無用成分的電路。 二階帶通濾波器 1 參數(shù)表達(dá)式 ω 02=(1/R1+1/R3)/R2C2 () Q=ω 0/BW () AV=1+R4/R5(AV≤ 2) () 2 參數(shù)計(jì)算 因?yàn)? 通帶增益Ａ Ｖ ＝２；截止頻率 fH=1000HZ； Ui=100mV。 二階高通濾波器 1. 二階濾波器的參 數(shù)表達(dá)式 ω C2＝１ /（ CC1RR1） () Q= ω C/Q=1/R1C+1/R2C+(1+AV)/R2C1 () AV=1+R4/R3 () 18 2. 參數(shù)計(jì)算 因?yàn)? 通帶增益ＡＶ＝２；截止頻率 fH=100HZ； Ui=100mV。 （ 2）在測量過程中，若某項(xiàng)指標(biāo)偏差較大，則引發(fā)更據(jù)設(shè)計(jì)表調(diào)整修改相應(yīng)元件的值。再將這些阻值乘以參數(shù) K，的電阻的設(shè)計(jì)值。 13 （ a）二階低通濾波電路 （ b）二階高通濾波電路 （ c）二階帶寬濾波電路 圖 二階 有源 濾波器電路圖 表 二階 RC 濾波 器的傳輸函數(shù)表 已知條件與設(shè)計(jì)步驟 1 已知條件 類型 傳輸函數(shù) 低通 A(s)=Avω c2/(s2+ωcs/Q+ω c2) 高通 A(s)=Avs2/(s2+ωcs/Q+ω c2) 帶通 A(s)=Avω 02s/Q(s2+ωcs/Q+ω c2) 14 已知濾波器的響應(yīng)、濾波器的電路形式、濾波器的類型、濾波器的性能參數(shù)fC,Q,BW 或 AV 。在設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)待確定其值的元件數(shù)目多于限制元件取值的參數(shù)之?dāng)?shù)目，因此有許多個(gè)元件均可滿足給定的要求，這就需要設(shè)計(jì)者自行選定某些元件值。對(duì)運(yùn)放頻率特性的要求，由其工作頻率的上限確定，設(shè)工作頻率的上限為 Fh,則運(yùn)放的單位增益 11 寬帶應(yīng)滿足 下式： BWG 大于等于（ 35） AefH，式中為濾波通帶的傳輸系數(shù)。多級(jí)濾波器串接時(shí)傳輸函數(shù)總特性的階數(shù)等于各級(jí)階數(shù)之和。 1. 關(guān)于濾波器類型的選擇 一階濾波器電路最簡單，但帶外傳輸系數(shù)衰減慢，一般在對(duì)帶外衰減性要求不高的場合下選用。 濾波器的設(shè)計(jì)任務(wù)是根據(jù)給定的技術(shù)指標(biāo)選定電路形式和確定電路的元器件。然而實(shí)際的濾波器距此有一定的差異，為此人們采用各種函數(shù)來逼近理想濾波器的頻率特性。 2 放大器的作用 電路中運(yùn)用了同相輸入運(yùn)放， 其閉環(huán)增 益 RVF=1+R4/R3 同相放大器具有輸入阻抗 非常高，輸出阻抗很低的特點(diǎn)，廣泛用于前置放大 級(jí) 。 設(shè)計(jì)要求 （ 1）分別設(shè)計(jì)二階 RC 低通、高通、帶通濾波器電路，計(jì)算電路元件參數(shù)，擬定測試方案和步驟； （ 2）在面包板或萬能板上安裝好電路，測量并調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)； （ 3）測量技術(shù)指標(biāo)參數(shù)； （ 4）測量有源濾波器的幅頻特性并仿真； （ 5）寫出設(shè)計(jì)報(bào)告。 ⑤ 最終要以 MOS 工藝來實(shí)現(xiàn)的 SCF，由于它是時(shí)變網(wǎng)絡(luò)，要想用分立元件精確模擬是不可能的，這樣，設(shè)計(jì)完善的 CAD 技術(shù)是解決這一問題的唯一手段。近年雖然出現(xiàn)無運(yùn)放的 SC 電路，但由于采樣頻率的限制，工作頻率最高只有在 1MHz 之內(nèi)。 在我國， 1978 年有的導(dǎo)師和在校研究生開始進(jìn)行這項(xiàng)研究工作，真正引起人們重視是 1980 年以后。當(dāng)前 MOS 電容值一般為幾皮法至 100pF 之內(nèi)，它具有（ 10～ 100）106/V 的電壓系數(shù)與（ 10～ 100） 106/℃ 的溫度系數(shù)，這兩個(gè)系數(shù)幾乎接近理想的境界。 1972 年，美國一個(gè)叫 Fried 的科學(xué)家發(fā)表了用開關(guān)和電容模擬電阻 R，說 SCF 的性能只取決于電容之比，與電容絕對(duì)值無關(guān)，這樣才引起人們的重視。盡管有這么多問題， RC 有源濾波器的理論和應(yīng)用仍在持續(xù)發(fā)展中。 1982 年由 Geiger、 Allen 和 Ngo提出用連續(xù)的開關(guān)電阻（ SR）去替代有源 RC 濾波器中的電阻 R，就構(gòu)成了 SRC濾波器，它仍屬于模擬濾波器。 1974 年產(chǎn)生了更高頻的 RC 有源濾波器，使工作頻率可達(dá) GB/4（ GB 為運(yùn)放增益與帶寬之積）。 有源濾波器 有源濾波器由下列一些有源元件組成：運(yùn)算放大器、負(fù)電阻、負(fù)電容、負(fù)電感、頻率變阻器（ FDNR）、廣義阻抗變換器（ GIC）、負(fù)阻抗變換器（ NIC）、正阻抗變換器（ PIC）、負(fù)阻抗倒置器（ NII）、正阻抗倒置器（ PII）、四種受控源，另外，還有病態(tài)元件極子和零子。因此，我們不必苛求這種 “精確 ”分類，只是讓人們了解濾波器的大體類型，有個(gè)總體概念就行了。（ 1）按處理信號(hào)類型分類 按處理信號(hào)類型分類，可分為模擬濾波器和離散濾波器兩大類。當(dāng)然，對(duì)濾波器本身的研究仍在不斷進(jìn)行。自 60 年代起由于計(jì)算機(jī)技術(shù)、集成工藝和材料工業(yè)的發(fā)展，濾波器發(fā)展上了一個(gè)新臺(tái)階，并且朝著低功耗、高精度、小體積、多功能、穩(wěn)定可靠和價(jià)廉方向努力，其中小體積、多功能、高精度、穩(wěn)定可靠成為 70 年代以后的主攻方向。在近代電信設(shè)備和各類控制系統(tǒng)中，濾波器應(yīng)用極為廣泛；在所有的電子部件中，使用最多，技術(shù)最為復(fù)雜的要算濾波器了。在達(dá)到課題要求的前提下保證最經(jīng)濟(jì)、最方便、最優(yōu)化的設(shè)計(jì)策略。用集成電路實(shí)現(xiàn)的濾波器與其他濾波器相比，其波形質(zhì)量、幅度和頻率穩(wěn)定性等性能指標(biāo)，都有了很大的提高。 1RC 有源濾波器設(shè)計(jì) _ 專 業(yè) __電氣自動(dòng)化技術(shù) _ 班 級(jí) __C10024_____ 姓 名 _ 鄒翔 學(xué) 號(hào) 01 指導(dǎo)教 師 ___王老師 ______ 2 前言 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，模擬電子技術(shù)已經(jīng)成為一門應(yīng)用范圍極廣，具有較強(qiáng)實(shí)踐性的技術(shù)基礎(chǔ)課程。隨著集成電路的迅速發(fā)展，用集成電路可很 方便地構(gòu)成各種濾波器。我們通過對(duì)電路的分析，參數(shù)的確定選擇出一種最合適本課題的方案。 背景 濾波器的發(fā)展歷程 凡是有能力進(jìn)行信號(hào)處理的裝置都可以稱為濾波器。 20 世紀(jì) 50 年代無源濾波器日趨成熟。 90 年代至現(xiàn)在 3 主要致力于把各類濾波器應(yīng)用于各類產(chǎn)品的開發(fā)和研制。 濾波器的分類 濾波器有各種不同的分類，一般有如下幾種。 實(shí)際上有些濾波器很難歸于哪一類，例如開關(guān)電容濾波器既可屬于取樣模擬濾波器，又可屬于混合濾波器，還可屬于有源濾波器。 濾波器種類繁多，有些是眾所周知的，有些可能不為大家所熟悉，下面著重介紹近年來發(fā)展很快的幾種濾波器。由于運(yùn)放的增益和相移均為頻率的函數(shù)，這就限制了RC 有源濾波器的頻率范圍，一般工作頻率為 20kHz 左右，經(jīng)過補(bǔ)償后，工作頻率也限制在 100kHz 以內(nèi)。但 它有一個(gè)主要問題：由于各支路元件均為電容，所以運(yùn)放沒有直流反饋通道，使穩(wěn)定性成為難題。但它仍有許多課題有待進(jìn)一步研究：理想運(yùn)放與實(shí)際特性的偏差的研究；由于有源濾波 器混合 4 集成工藝的不斷改進(jìn)，單片集成有待進(jìn)一步研究；應(yīng)用線性變換方法探索最少有源元件的濾波器需要繼續(xù)探索；元件的絕對(duì)值容差的存在，影響濾波器精度和性能等問題仍未解決；由于 R 存在，集成占芯片面積大，電阻誤差大（ 20%～ 30%），線性度差等缺點(diǎn)，使大規(guī)模集成仍