36dboct低通濾波器設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-04 14:48 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ............................................... 11 結(jié)束語 ................................................................................................................................. 12 參考文獻 ............................................................................................................................. 13 附錄一 電路原理圖仿真 ................................................................................................. 14 附錄二 36dB/oct 低通濾波器實物圖 ................................................................................ 15 附錄三 36dB/oct 低通濾波器結(jié)果顯示 ............................................................................ 16 4 引言 課程設(shè)計是理論聯(lián)系實際的重要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是對學(xué)生進行的一次綜合性專業(yè)設(shè)計訓(xùn)練。本次課程設(shè)計主要注重的是模擬電路的設(shè)計、仿真、安裝、調(diào)試、印制電路板等綜合于一體的一門課程，意在培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計思想方法以及思路，理論聯(lián)系實際的工作作風(fēng)，嚴肅認真、實事求是的科學(xué)態(tài)度 ,培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識與生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，分析和解決工程技術(shù)問題的能力。作為一名大學(xué)生不僅需要扎實的理論知識，還需要過硬的動手能力，所以認真做好課程設(shè)計，對提高我們的動手能力有很大的幫助做到。 一、設(shè)計目的和意義 設(shè) 計一個低通濾波器并對信號進行濾波。低通濾波器的作用是濾去信號中的中頻和高頻成分，增強低頻成分。 常見的高階濾波器的設(shè)計常常是由一階和二階的低通濾波器串聯(lián)得來，此次設(shè)計的六階低通濾波器，則是由三個二階低通濾波器串聯(lián)得來。本次實驗主要意義是： （ 1）通過本次設(shè)計熟悉模擬電路的設(shè)計特點； （ 2）熟悉低通濾波器的工作原理； （ 3）熟悉低通濾波器設(shè)計及應(yīng)用。 二、控制要求 含有有源元件并采用緩沖放大器的多級濾波器，為了獲得規(guī)定的 Q 值，低通濾波器的電容選用不同的容量。電路器不像電阻那樣規(guī)格繁多，有些電容找不到合適的元件 時，可采取兩個或幾個電容并聯(lián)的辦法解決。 本電路中因各級的電容器取相同的容量，所以就不能把反饋放大器作為緩沖器，而是使其具有 1 以上的放大倍數(shù)，便可獲得規(guī)定的 Q 值 [1]。 三、設(shè)計方案論證 濾波器的介紹 濾波器是一種能使有用信號通過，濾除信號中的無用頻率，即抑制無用信號的電子裝置。 有源濾波器實際上是一種具有特定頻率響應(yīng)的放大器。 5 低通濾波器是一個通過低頻信號而衰減或抑制高頻信號的部件。理想濾波器電路的頻響在通帶內(nèi)應(yīng)具有一定幅值和線性相移，而在阻帶內(nèi)其幅值應(yīng)為零。但實際濾波器不能達到理想要求。為了尋找最 佳的近似理想特性，本文主要著眼于幅頻響應(yīng)，而不考慮相頻響應(yīng)。一般來說，濾波器的幅頻特性越好，其相頻特性越差，反之亦然。 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)計算越繁瑣，電路的調(diào)試越困難。任何高階濾波器都可由一階和二階濾波器級聯(lián)而成。對于 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) [2]。 濾波器的設(shè)計原理 常見的高階濾波器的設(shè)計常常 是由一階和二階的低通濾波器串聯(lián)得來，此次設(shè)計的六階低通濾波器，則是由三個二階低通濾波器串聯(lián)得來。而濾波器的設(shè)計由于對相頻和幅頻的要求不同主要有三種設(shè)計方式巴特沃斯逼近、切比雪夫逼近和貝塞爾逼近。這次的設(shè)計選擇了保持幅頻特性單調(diào)變化的前提下，通帶內(nèi)特性最為平坦的巴特沃斯逼近。其幅頻特性為： ncpKA2)/(1)( ??? ?? （ 31） 其中 n 為網(wǎng)絡(luò)階數(shù)， cw 為轉(zhuǎn)折頻率。 n 階巴特沃斯 [3]低通濾波器的傳遞函數(shù)可由下式確定： （ 32） 式中 )2/()12( nkk ?? ?? （ 33） ?)(sH2N
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