二階低通濾波器

1、08700109 學(xué) 號 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)說明書二階低通濾波器31日2010至年12月曰年起止日期：201012月24學(xué)生姓名班級績成)字(指導(dǎo)教師簽電子與信息工程系月2011年1 2日目錄第一章 電路設(shè)計(jì) 11.1 集成運(yùn)算放大器 11.2 二階低通電路 11.3 課設(shè)電路及計(jì)算 3第二章 所用元器件 32.1 電阻 32.2 電容 32.3 集成運(yùn)算放大器 lm741 4第三章 仿真情況 5第四章 課設(shè)總結(jié) 74.1 心得體會 74.2 個(gè)人答辯問題 7/、 t-z 、.參考文獻(xiàn) . 8電路設(shè)計(jì)第一章集成運(yùn)算放大器1.1是輸出端，是工作電壓端，5、是集成運(yùn)放的符號圖，1、2端是信號輸入

2、端，34圖1集成運(yùn)算放大器的輸入級通常由差分在實(shí)際中還有調(diào)零端，頻率補(bǔ)償端和偏置端等輔助端?！碧柕氖峭噍斎敕糯箅娐方M成，因此一般具有兩個(gè)輸入端以及一個(gè)輸出端。圖中標(biāo)有“+端，標(biāo)有“一”號的是反相輸入端，當(dāng)信號從同相端輸入時(shí)，輸出信號和輸入信號同相，反之則反相。當(dāng)集成運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)，它的輸入信號電壓和輸出信號電壓的關(guān)系是：uo?uu (1)npaodaa是非常大的，可達(dá)幾十萬倍，這是運(yùn)算放大器和差式中是運(yùn)放器的放大倍數(shù)，odod分放大器的區(qū)別，而且集成運(yùn)放器的兩個(gè)輸入端對地輸入阻抗非常高，一般達(dá)幾百千歐到幾兆歐，因此在實(shí)際應(yīng)用中，常常把集成運(yùn)放器看成是一個(gè)“理想運(yùn)算放大器”。理想運(yùn)算放大器

3、的兩個(gè)重要指標(biāo)為：(1)差模輸入阻抗為(2)開環(huán)差模電壓增益 aod為8。根據(jù)這兩項(xiàng)指標(biāo)可知，當(dāng)理想運(yùn)算放大器工作在線性區(qū)時(shí)，因?yàn)槠漭斎胱杩篂?,因此i ? ?0,如同兩點(diǎn)被斷開一樣，這種現(xiàn)象稱1在其兩個(gè)輸入端均沒有電流，即在圖中21為“虛斷”。uo?uu?a?,所以認(rèn)為運(yùn)放的同相，根據(jù)輸入和輸出端的關(guān)系：又因?yàn)閚podaod輸入端與反相輸入端兩點(diǎn)的電壓相等，如同將該兩點(diǎn)短路一樣。這種現(xiàn)象成為“虛短”?！疤摱獭焙汀疤摂唷笔抢硐脒\(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)的兩個(gè)重要結(jié)論，常常作為分析許多運(yùn)放電路的出發(fā)點(diǎn)。當(dāng)理想運(yùn)放工作在非線性區(qū)時(shí)，則“虛短”現(xiàn)象不復(fù)存在。圖1集成運(yùn)算放大器1.2 二階低通電路所示：2二階

4、濾波器基礎(chǔ)電路如圖二階有源低通濾波基礎(chǔ)電路圖2濾波電路和同相比例放大電路組成，在集成運(yùn)放輸出到集成運(yùn)rc它由兩節(jié)當(dāng)信號頻放同相輸入之間引入一個(gè)負(fù)反饋，在不同的頻段，反饋的極性不相同，rco, 兩級-90f0時(shí)(f0為截止頻率)，電路的每級rc電路的相移趨于率fo,電路的輸出電壓與輸入電壓的相位相反，故此時(shí)通過電容電路的移相到-180引到集成運(yùn)放同相端的反饋是負(fù)反饋，反饋信號將起著削弱輸入信號的作用，c所以該反饋將使二階有源低通濾波器的幅頻特性高頻端迅使電壓放大倍數(shù)減小， 速衰減，只允許低頻端信號通過。具特點(diǎn)是輸入阻抗高，輸出阻抗低。 傳輸函數(shù)為：as()vfov?as)2)scr-a)scr4

5、3v(s)1/vaa? 令 稱為通帶增益fov17q稱為等效品質(zhì)因數(shù)a?3fv1?稱為特征角頻率？crc?vo?：as) &?ss 2q上式為二階低通濾波電路傳遞函數(shù)的典型表達(dá)式當(dāng)3?a0 ,即 a?3時(shí)注：濾波電路才能穩(wěn)定工作。fvfv.1.3 課設(shè)電路及計(jì)算 芯片作為理想放大器；系統(tǒng)增，所以選用 lm741根據(jù)本次課設(shè)要求，電路工作電壓為15v;,所以將理想放大器反相輸入端直接接到輸出端，此時(shí)電路等效品質(zhì)因數(shù)q=0.5益為0db1f 得此時(shí)電阻值為 10nf,由r=系統(tǒng)帶寬10khz ,即，所以選取電容值為=10khz 22of 0?具示圖電1.6k體路圖如。所3圖3 protel電路圖第

6、二章所用元器件2.1電阻采用碳膜電阻器， 阻值穩(wěn)定性較好， 阻值范圍寬，溫度系數(shù)較好，成本低，價(jià)格便宜。2 1.6k大小為2.2電容采用金屬化紙介電容器，體積小，容量可做得大，溫度系數(shù)大，內(nèi)部紙介擊穿后有自愈。10nf作用。大小為2.3集成運(yùn)算放大器lm741(1)引腳共8個(gè)引腳，其中引腳2和引腳3分別為反相輸入端和同相輸入端，6為輸出端，7、4分別接正、負(fù)直流電源，1、5之間接調(diào)零電位器，引腳 8為空。(2)主要技術(shù)指標(biāo)：lm741參數(shù)最小典型最大5.0 1.0 輸入失調(diào)電壓輸入失調(diào)電壓溫漂200輸入失調(diào)電流 20輸入失調(diào)電流溫漂500 80輸入偏置電流0.3 2.0輸入電阻輸入電壓范圍大信

7、號電壓增益 50 200+-14 +-12 輸入電壓幅度 +-13 +-1070共模抑制比90轉(zhuǎn)換速0.52.8電源電1.7+-22電源電+-500允許功+-30差模輸入電-55125工作溫度范圍.第三章仿真情況圖4仿真電路圖3.1當(dāng)輸入信號的頻率為2khz (10khz)時(shí)，輸出波形與輸入波形基本一致。見圖 5紅色 為輸入波形，橘黃色為輸出波形。.正常的輸入輸出波形圖 5,輸出信號較輸入信號已有明顯的衰當(dāng)輸入信號的頻率大于截止頻率時(shí)，選取3.2 f=30khz很明顯，橘黃色為輸出波形，基本上已經(jīng)沒有輸出了。其中紅色為輸入波形，見圖減。6基本全部截止的輸出波形6圖3.3輸出函數(shù)波特圖圖7輸出函

8、數(shù)波特圖第四章課設(shè)總結(jié)4.1 心得體會實(shí)習(xí)了兩個(gè)星期的， 我們學(xué)會了很多東西， 培養(yǎng)了動(dòng)手能力也為我們以后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。 在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題， 可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題， 同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多專業(yè)知識問題，最后在老師的辛勤指導(dǎo)下， 終于游逆而解。同時(shí)，在老師的身上我們學(xué)也到很多實(shí)用的知識，在次我們表示感謝！同時(shí)，對給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！4.2 個(gè)人答辯問題問題：（ 1 ）設(shè)計(jì)所用的集成運(yùn)算放大器是什么？（ 2 ）頻率f 是怎么計(jì)算的？答：（ 1 ） lm741f=1/（2*pi*r*c） 2 （參考文獻(xiàn)1 康華