【正文】 目 錄 1 引言 ...................................................................................................................................... 1 本課題的研究背景、發(fā)展及意義 ............................................................................... 2 本次設(shè)計的基本內(nèi)容 ................................................................................................... 3 2 基本理論介紹 ...................................................................................................................... 4 濾波器分類及特性 ....................................................................................................... 4 低通濾波器的作用和結(jié)構(gòu) ........................................................................................... 6 低通濾波器的主要技術(shù)指標 .......................................................................... 6 簡單一階低通有源濾波器 .............................................................................. 6 簡單二階低通有源濾波器 .............................................................................. 7 3 方案設(shè)計與仿真 .................................................................................................................. 9 設(shè)計思路 ....................................................................................................................... 9 低通濾波器理解分析與計算 ....................................................................................... 9 電路仿真及結(jié)果 ......................................................................................................... 12 仿真軟件簡介 ................................................................................................ 12 仿真電路及結(jié)果 ............................................................................................ 13 結(jié) 論 ...................................................................................................................................... 26 致 謝 ...................................................................................................................................... 27 參考文獻 .................................................................................................................................. 28 黃河科技學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 1 頁 1 引言 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。 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。但實際濾波器不能達到理想要求。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。任何高階濾波器都可由一階和二階濾波器級聯(lián)而成。 1917年美國和德國科學家分別發(fā)明了 LC 濾波器，次年導致了美國第一個多路復(fù)用系統(tǒng)的出現(xiàn)。自 60年代起由于計算機技術(shù)、集成工藝和材料工業(yè)的發(fā)展，濾波器發(fā)展上了一個新臺階，并且朝著低功耗、高精度、小體積、多功能、穩(wěn)定可 靠和價廉方向努力，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。 80年代，致力于各類新型濾波器的研究，努力提高性能并逐漸擴大應(yīng)用范圍。當然，對濾波器本身的研究仍在不斷進行。經(jīng)過半個世紀的發(fā)展，我國濾波器在研制、生產(chǎn) 和應(yīng)用等方面已納入國際發(fā)展步伐，但由于缺少專門研制機構(gòu)，集成工藝和材料工業(yè)跟不上來，使得我國許多新型濾波器的研制應(yīng)用與國際發(fā)展有一段距離。從整體而言，我國有源濾波器發(fā)展比無源濾波器緩慢，尚未大量生產(chǎn)和應(yīng)用。從這些應(yīng)用比例來看，我國電子產(chǎn)品要想實現(xiàn)大規(guī)模集成，濾波器集成化仍然是個 重要課題。我國濾波器研制和生產(chǎn)與上述要求相差甚遠，為縮短這個差距，電子工程和科技人員負有重大的歷史責任。但無源濾波器帶負載能力較差，不但通帶放大倍數(shù)會因負載電阻而減小，而且通帶截至頻率也會因負載電阻而增大。 有源濾波器由電阻、電容和有源 器件（如集成運放）組成，具有電路體積小重量輕、通帶內(nèi)信號可放大、精度高、性能穩(wěn)定、易于調(diào)試、負載效應(yīng)小、可多級相連構(gòu)成高階濾波器等諸多優(yōu)點。 根據(jù)題目具體要求，系統(tǒng)只需對弱電信號進行處理，且對于信號處理的精確性要求較為苛刻，因此采用有源濾波器更為適合。它是在運算放大器的基礎(chǔ)上增加一些 電阻 、 電容 等無源元件而構(gòu)成的。如在通信領(lǐng)域中為獲得最高信噪比所設(shè)置的匹配濾波器和為減少基帶傳輸過程中的碼間串擾所設(shè)置的均衡器；在數(shù)據(jù)采集中所設(shè)置的限帶抗混迭濾波和 D/A 轉(zhuǎn)化后的平滑濾波；以及在語音識別的研究，為提取語音頻譜而設(shè)置的帶通濾波器組等。 隨著集成電路的迅速發(fā)展，近幾年來，電子電路的構(gòu)成完全改變了，電子設(shè)備日趨 小型化。在高頻部分也出現(xiàn)了許多新型的濾波器，例如：螺旋振子濾波器、微帶濾波器、交指型濾波器等等。 本 次設(shè)計 的基本內(nèi)容 本次低通濾波器設(shè)計所涉及的基本內(nèi)容大概有常見濾波器的分類，低通濾波器的設(shè)計步驟，主要元件介紹，元件參數(shù)的計算， Multsim 10 簡介電路設(shè)計及仿真 ，實物制作及調(diào)試。 按通頻帶不同 ,可分為低通濾波器 (LP)、 高通濾波器 (HP)、 帶通濾波器 (BP)、 帶阻濾波器 (BS)。 )(jaΩHΩΩΩΩ低通帶通 帶阻高通)(ja ΩH)(jaΩH)(ja ΩH0 00c 圖 各種理想濾波器