36dboct低通濾波器設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-04 14:48 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ............................................... 11 結(jié)束語(yǔ) ................................................................................................................................. 12 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 13 附錄一 電路原理圖仿真 ................................................................................................. 14 附錄二 36dB/oct 低通濾波器實(shí)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(jì)是理論聯(lián)系實(shí)際的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生進(jìn)行的一次綜合性專業(yè)設(shè)計(jì)訓(xùn)練。本次課程設(shè)計(jì)主要注重的是模擬電路的設(shè)計(jì)、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(jì)思想方法以及思路，理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)，嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度 ,培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分析和解決工程技術(shù)問(wèn)題的能力。作為一名大學(xué)生不僅需要扎實(shí)的理論知識(shí)，還需要過(guò)硬的動(dòng)手能力，所以認(rèn)真做好課程設(shè)計(jì)，對(duì)提高我們的動(dòng)手能力有很大的幫助做到。 一、設(shè)計(jì)目的和意義 設(shè) 計(jì)一個(gè)低通濾波器并對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波。低通濾波器的作用是濾去信號(hào)中的中頻和高頻成分，增強(qiáng)低頻成分。 常見的高階濾波器的設(shè)計(jì)常常是由一階和二階的低通濾波器串聯(lián)得來(lái)，此次設(shè)計(jì)的六階低通濾波器，則是由三個(gè)二階低通濾波器串聯(lián)得來(lái)。本次實(shí)驗(yàn)主要意義是： （ 1）通過(guò)本次設(shè)計(jì)熟悉模擬電路的設(shè)計(jì)特點(diǎn)； （ 2）熟悉低通濾波器的工作原理； （ 3）熟悉低通濾波器設(shè)計(jì)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(jí)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(shí)，可采取兩個(gè)或幾個(gè)電容并聯(lián)的辦法解決。 本電路中因各級(jí)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(jì)方案論證 濾波器的介紹 濾波器是一種能使有用信號(hào)通過(guò)，濾除信號(hào)中的無(wú)用頻率，即抑制無(wú)用信號(hào)的電子裝置。 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。 5 低通濾波器是一個(gè)通過(guò)低頻信號(hào)而衰減或抑制高頻信號(hào)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(shí)際濾波器不能達(dá)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(lái)說(shuō)，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(jì)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(jí)聯(lián)而成。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) [2]。 濾波器的設(shè)計(jì)原理 常見的高階濾波器的設(shè)計(jì)常常 是由一階和二階的低通濾波器串聯(lián)得來(lái)，此次設(shè)計(jì)的六階低通濾波器，則是由三個(gè)二階低通濾波器串聯(lián)得來(lái)。而濾波器的設(shè)計(jì)由于對(duì)相頻和幅頻的要求不同主要有三種設(shè)計(jì)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(jì)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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