【正文】 ............................... 27 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 28 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 1 頁 1 引言 濾波器是一種能使有用信號(hào)通過，濾除信號(hào)中的無用頻率，即抑制無用信號(hào)的電子裝置。再則，微波固體器件的應(yīng)用對(duì)濾波器的發(fā)展也有推動(dòng)作用，像參數(shù)放大器、微波固體倍頻器、微波固體混頻器等一類器件都是多頻率工作的，都需用相應(yīng)的濾波器。 低通濾波器是一個(gè)通過低頻信號(hào)而衰減或抑制高頻信號(hào)的部件。 有源濾波器實(shí)際上是一種具有特定頻率響應(yīng)的放大器。對(duì)于 n為偶數(shù)的高階濾波器，可以由 n/2 節(jié)二階濾波器級(jí)聯(lián)而成；而 n為奇數(shù)的高階濾波器可以由 (n1)/2 節(jié)二階濾波器和一節(jié)一階濾波器級(jí)聯(lián)而成，因此一階濾波器和二階濾波器是高階濾波器的基礎(chǔ)。我國廣泛使用濾波器是 50年代后期的事，當(dāng)時(shí)主要用于話路濾波和報(bào)路濾波。 無源濾波器由無源元件（電阻、電容、電感）組成，具有高頻性能好、電路簡單、功能可靠、無需直流供電，能夠輸出高壓大電流等優(yōu)點(diǎn)。 本課題的研究背景、發(fā)展及意義 濾波器技術(shù)在計(jì)算機(jī)測控技術(shù)、通信、 數(shù)據(jù)采集等領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 4 頁 2 基本理論介紹 濾波器分類及特性 濾波器按處理的信號(hào)不同 ,可分為模擬濾波器 (AF)和 數(shù)字濾波器 (DF)。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 6 頁 圖 切比雪夫?yàn)V波器特性曲線 低通濾波器的作用和結(jié)構(gòu) 低通濾波器的主要技術(shù)指標(biāo) (1)通帶增益 VpA 通帶增益是指濾波器在通頻帶內(nèi)的電壓放大倍數(shù)，性能良好的 LPF 通帶內(nèi)的幅頻特性曲線是平坦的，阻帶內(nèi)的電壓放大倍數(shù)基本為零。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 8 頁 圖 二階低通濾波電路 (LPF) 圖 二階低通電路幅頻特性曲線 為了改善濾波器的特性，我們?cè)诙A有源濾波電路中引入負(fù)反饋，將 C1 的電容接地端引入到運(yùn)放的輸出端。 (5)安裝電路并進(jìn)行調(diào)試，使電路的性能滿足指標(biāo)要求。通帶波動(dòng)的大小隨濾波器的階數(shù)增加而增加。 本次設(shè)計(jì)電路圖如圖 所示（其中利用撥碼開關(guān)進(jìn)行三種截止頻率的調(diào)換）。 圖 是 Multisim主界面視圖。 選取新的電路并重復(fù)上述仿真步驟，記錄仿真結(jié)果。 表 仿真結(jié)果統(tǒng)計(jì) 標(biāo)準(zhǔn)頻率（ kHz） 測試頻率（ kHz） 誤差（ %） 帶外衰減（ dB） 通帶增益范圍（ ~） 100 ~ 200 ~ 500 ~ 低通濾波器仿真實(shí)驗(yàn)中，測試各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到題目要求。本次的設(shè)計(jì)首先運(yùn)用軟件仿真保證了實(shí)物制作后成功的概率，而實(shí)物制作的元器件選取上則選用的是最常用的器件，為調(diào)試過程中器件的更換創(chuàng)造了方便，本次調(diào)試中，所測得的波形也比較清晰。在這個(gè)期間，我也似乎給自己找到了一點(diǎn)自信，以前總覺得自己雖然即將走上社會(huì)，但是總是不知道該做啥，會(huì)做啥。 另外，還要感謝 ***在 Multisim 軟件仿真上和基礎(chǔ)理論知識(shí)上給的耐心指導(dǎo)，是他不僅給了我軟件的安裝包，還教會(huì)了我仿 真的方法，在仿真的時(shí)候起到了至關(guān)重要的作用。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 26 頁 結(jié) 論 畢業(yè)設(shè)計(jì)終于接近尾聲，從選題到查找資料，花了很長的時(shí)間，我的課題是 低通濾波器 的設(shè)計(jì)，這對(duì)很多人來說并不 算熟悉 ，因?yàn)檫@是我們 周圍 幾乎 所有涉及到信號(hào)的通信都有涉及到濾波器， 但是，真正要自己 理解并 設(shè)計(jì)出來卻真的感覺到無從下手。 綜合上述幾個(gè)例子，本次設(shè)計(jì)的低通濾波器電可以實(shí)現(xiàn)通帶增益 ~4 的調(diào)節(jié)，滿足設(shè)計(jì)所要求的參數(shù)。 圖 例 1 仿真示波器顯示結(jié)果 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 15 頁 圖 例 1 幅頻響應(yīng)仿真結(jié)果 由虛擬示波器得到，當(dāng)輸入信號(hào)的頻率為 50kHz時(shí)，輸入輸出信號(hào)同頻同相，且輸入信號(hào)的幅值約為 19 mV 時(shí)，輸出信號(hào)的幅值約為 V，即 AF≈ ，增益在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)。相對(duì)于其它 EDA 軟件，它具有更加形象直觀的人機(jī)交互界面，并且提供更加豐富的元件庫、儀表庫和各種分析方法，完全滿足電路的各種仿真需要。相應(yīng)的電容、電阻值記錄在表格 中。切比雪夫?yàn)V波器提供比巴特 沃斯在超過 3dB 點(diǎn)更敏銳的衰減速率。 (3)根據(jù)電路的傳遞函數(shù)和歸一化濾波器傳遞函數(shù)的分母多項(xiàng)式，建立起系數(shù)的方程組。它比一階低通濾波器的濾波效果更好。ε值越小，通帶起伏越小，截止頻率點(diǎn)衰減的分貝值也越小，但進(jìn)入阻帶后衰減特性變化緩慢。雖然它們的設(shè)計(jì)方法各有自己的特殊之點(diǎn)，但是這些設(shè)計(jì)方法仍是以低 通 濾波器設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，再從中演變而成 ，因此 我們 這次所設(shè)計(jì)的 濾波器 具有廣泛的學(xué)習(xí)意義。 有源濾波器實(shí)際上是一種具有特定頻率響應(yīng)的放大器。隨著電子工業(yè)的發(fā)展，對(duì)濾波器的性能要求越來越高，功能也越來越多，并且要求它們向集成方向發(fā)展。90年代至現(xiàn)在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。 濾波器的階數(shù)越高，幅頻特性衰減的速率越快，但 RC 網(wǎng)絡(luò)節(jié)數(shù)越多，元件參數(shù)計(jì)算越繁瑣，電路的調(diào)試越困難。 So need a lot of filter. Moreover, the application of microwave solid device for the development of the filter can boost, as parameters amplifiers, microwave solid times frequency device, microwave solid mixers, kind of device is working frequency, need corresponding filter. Low pass filter is a through the low frequency signal and attenuation or inhibit the high frequency signal ponents. Ideal filter circuit frequency response in bandpass should have certain amplitude and linear phase shift, and in which the amplitude with inner resistance should be zero. Active filter is to point to by amplifying circuit and work structure of RC filter circuit, it is actually a particular frequency response of the amplifier. The order number of filter, the higher amplitude frequency characteristics of the attenuation rate faster, but RC work39。 目前由于在雷達(dá)、微波、通訊等部門，多頻