【正文】 器， 這種高階 濾波器的 占用位置小 、 攜帶方便 、不需要磁屏蔽；缺點(diǎn)是：通帶范圍受帶寬限制， 限制主要由有源器件決定，電力供給由直流電源提供 ，和 無(wú)源濾波器 相比可靠性比較低 ， 適用場(chǎng)合受到限制，高壓，高頻，功率較大的場(chǎng)合就不適用 。這 一 類濾波器的優(yōu)點(diǎn) 就 是：電路比較 的 簡(jiǎn)單，不需要直流電源 來(lái)為它 供電，可靠性 比較 高； 缺點(diǎn) 就 是：通帶內(nèi)信號(hào) 會(huì) 有能量 的 損耗，負(fù)載效應(yīng) 會(huì) 比較 的 明顯， 當(dāng) 使用電感元 器 件時(shí) 比較 容易引起電磁感應(yīng) 現(xiàn)象 ，當(dāng)電感 L 比 較大 的 時(shí) 候 濾波器的 重量 和 體積 都 會(huì) 比較大，在低頻域 并 不適用。 本課題研究中間放大和濾波電路，主要內(nèi)容及要求： 1. 各種放大電路濾波電路優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比，確定出有源低通濾波、放大電路方案，并畫出原理 圖； 2. 電路原理圖仿真、版圖繪制； 3. 電路組裝、調(diào)試，并與其它電路連接、調(diào)試。信號(hào)預(yù)處理一般由前置放大電路、中間放大電路、濾波電路和直流 電源電路等四部分組成。微弱信號(hào)檢測(cè)是測(cè)量技術(shù)中的一個(gè)綜合性的技術(shù)分支，它利用電子學(xué)、信息論和物理學(xué)的方法，分析噪聲產(chǎn)生的原因和規(guī)律，研究被測(cè)信 號(hào)的特征和相關(guān)性，檢出并恢復(fù)被背景噪聲掩蓋的微弱信號(hào) [1]。對(duì)前置放大電路的要求是輸入阻抗高、噪聲系數(shù)小，中間放大電路要求放大倍數(shù)高，濾波電路初步完成對(duì)噪聲的濾除，直流電源為上述電路提供穩(wěn)定的直流電壓。 研究的目的與意義 無(wú)論何種微弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)都需要首先對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，然后經(jīng)過(guò) A/D采樣，送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行各種處理。 課題背 景 在科學(xué)研究和工程實(shí)踐中，經(jīng)常會(huì)遇到檢測(cè)毫微伏量級(jí)信號(hào)的問(wèn)題，比如材料分析的時(shí)候測(cè)量熒光的光強(qiáng)、紅外的探測(cè)、測(cè)量地震的波形以及波速、生物的電信號(hào)測(cè)量以及衛(wèi)星信號(hào)的接受等等。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用和計(jì)算方面是首屈一指的數(shù)值程序。較高水平技巧的作圖有表達(dá)式作圖、二維可視化作圖和三維的可視化作圖、數(shù)字圖象處理和動(dòng)畫作圖。 Protel 軟件具有很強(qiáng)大的功能，具有一種 方便的數(shù)據(jù)信息可視化技巧，使用向量和矩陣 ,可以標(biāo)記為圖形。 PROTEL 計(jì)算機(jī)信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 III 目錄 第 1 章 緒論 ......................................................... 1 前言 ....................................................... 1 課題背景 ..................................................... 1 研究的目的與意義 ............................................. 1 第 2 章 任務(wù)設(shè)計(jì)與介紹 .............................................. 1 設(shè)計(jì)任務(wù) ..................................................... 1 濾波電路的比較 ............................................. 1 原理描述 ..................................................... 3 總體方框圖設(shè)計(jì) ......................................... 3 工程介紹 ..................................................... 6 濾波器的介紹 ........................................... 6 高階電路介紹 ........................................... 8 放大電路介紹 ........................................... 9 第 3 章 軟件介紹 ................................................... 14 介紹 .................................................. 14 Altium Designer 介紹 ........................................ 15 第 4 章 低通濾波電路設(shè)計(jì) ........................................... 17 巴特沃斯濾波器的基本理論 .................................... 17 低通巴特沃斯濾波器的設(shè)計(jì) ................................... 18 放大電路的設(shè)計(jì) .............................................. 20 第 5 章 整機(jī)調(diào)試 ................................................... 22 焊接 ........................................................ 22 調(diào)試 ........................................................ 23 第 6 章 仿真 ........................................................ 24 Lab .................................................. 24 實(shí)物波形圖 .................................................. 24 第 7 章 總結(jié) ........................................................ 29 致謝 ............................................................... 31 計(jì)算機(jī)信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 IV 參考文獻(xiàn) ........................................................... 32 計(jì)算機(jī)信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1 第 1 章 緒論 前言 隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的不斷的進(jìn)步與發(fā)展，濾波器是現(xiàn)代通訊系統(tǒng)中不可缺少的器件之一，在過(guò)去的幾年中迅速發(fā)展的過(guò)濾器是一種復(fù)雜的選頻網(wǎng)絡(luò)，其對(duì)在一定的頻率范圍內(nèi)的信號(hào)予以很小的衰減 ,使這部分信號(hào)可以通過(guò) ,而其它電信號(hào)予以很大程度上的衰減使其不能通過(guò)，從而盡可能地阻止這部分信號(hào)通。 關(guān)鍵詞：低通；濾波器； PROTEL Abstract II Abstract Design and Simulation of the Highlevel Lowpass Filter Based on MATLAB Design and Simulation of the Highlevel Lowpass Filter Based on MATLAB Filter is widely used in the field of modern munication, this paper designed 8 order Butterworth low pass filter using butter culvert PROTEL, simulation is carried out. Simulation of the input signal is used in the synthesis of three different frequency sine signals. The bined signal through a low pass filter, the highfrequency signal portion of the filter. Using the PROTEL filter design, make the program design of the original plex into simple function calls the PROTEL Signal Processing Toolbox provides aided design tool is very good for the design and analysis of filter. Key words： Low pass。將合成后的信號(hào)通過(guò)低通濾波器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)高頻信號(hào)部分的過(guò)濾。計(jì)算機(jī)信息 工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 I 摘 要 基于 PROTEL 的高階低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真 濾波器在現(xiàn)代通信領(lǐng)域內(nèi)有很廣泛的應(yīng)用，本文利用巴特沃斯函數(shù)設(shè)計(jì)了 8階的巴特沃斯低通濾波器，并進(jìn)行了仿真。仿真輸入信號(hào)采用的是三個(gè)不同頻率正弦信號(hào)的合成。采用 pretel 設(shè)計(jì)濾波器，使原來(lái)非常復(fù)雜的程序設(shè)計(jì)變成了簡(jiǎn)單的函數(shù)調(diào)用 PROTEL 信號(hào)處理工具箱為濾波器設(shè)計(jì)及分析提供了非常優(yōu)秀的輔助設(shè)計(jì)工具。 filter。本次研究的課題就是對(duì)一組合成信號(hào)通過(guò)濾波器后分離出需要頻率的信號(hào)并利用軟件仿真，進(jìn)行此次仿真的軟件我選擇利用 Protel。而且可以將矩陣和向量用圖形的形式表達(dá)出來(lái)，而且同時(shí)對(duì)圖形進(jìn)行打印和標(biāo)注?，F(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于科學(xué)領(lǐng)域和工程方面繪圖。用 Protel 對(duì)矩陣操作 ,繪圖函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面 ,連接其他的編程語(yǔ)言、程序等 ,主要應(yīng)用于工程方面的計(jì)算、控制與設(shè)計(jì)、信號(hào)處理以及通訊、數(shù)字圖像處理、金融模型的建立與設(shè)計(jì)等。測(cè)量技術(shù)中的一個(gè)綜合性的技術(shù)分支就是微弱信號(hào)的檢測(cè)，它利用物理學(xué)、電子學(xué)和信息論的方法，分析噪聲產(chǎn)生的原因和規(guī)律，研究被測(cè)信號(hào)的特征和相關(guān)性，檢出并恢復(fù)被背景噪聲掩蓋的微弱信號(hào)。信號(hào)預(yù)處理一般由前置放大電路、中間放大 電路、濾波電路和直流電源電路等四部分組成。 計(jì)算機(jī)信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 2 計(jì)算機(jī)信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1 第 2 章 任務(wù)設(shè)計(jì)與介紹 設(shè)計(jì)任務(wù) 在科學(xué)研究和工程實(shí)踐中，經(jīng)常會(huì)遇到檢測(cè)毫微伏量級(jí)信號(hào)的問(wèn)題，比如測(cè)定地震的波形和波速、材料分析時(shí)測(cè)量熒光光強(qiáng)、衛(wèi)星信號(hào)的接收、紅外探測(cè)以及生物電信號(hào)的測(cè)量等等。 無(wú)論何種微弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)都需要首先對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，然后經(jīng)過(guò) A/D采樣，送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行各種處理。對(duì)前置放大電路的要求是輸入阻抗高、噪聲系數(shù)小，中間放大電路要求放大倍數(shù)高，濾波電路初步完成對(duì)