低頻電子線路課程設(shè)計(jì)(共7頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上低頻電子線路課程設(shè)計(jì)-有源帶阻濾波器姓 名：專業(yè)班級：學(xué) 號(hào)：實(shí)驗(yàn)時(shí)間：有源帶阻濾波器摘要：采用通用運(yùn)放LM 324設(shè)計(jì)一個(gè)有源帶阻濾波器，中心頻率為2.0KHz,阻帶為1.6KHz2.4KHz，先設(shè)計(jì)電路圖用multism軟件進(jìn)行仿真，再根據(jù)仿真的電路圖在面包板上連接電路，用交流毫伏表和示波器檢驗(yàn)實(shí)際電路的各個(gè)參數(shù)。一、設(shè)計(jì)任務(wù)與技術(shù)指標(biāo)1.設(shè)計(jì)任務(wù)采用通用運(yùn)放LM 324設(shè)計(jì)一個(gè)有源帶阻濾波器2.技術(shù)指標(biāo) 通帶電壓增益:1.0 輸入信號(hào)頻率范圍：0100KHz 中心頻率：2KHz 阻帶寬度：1.62.4KHz 輸入信號(hào)電壓：Ui <100mV 電源電壓：&#

2、177;12V范圍內(nèi)可任選二、電路工作原理圖1.電路原理圖 電路由三部分組成：低通濾波器、高通濾波器、同向比例放大器，把低通濾波器和高通濾波器并聯(lián)起來，低通濾波器的下限頻率為1.6KHz,高通濾波器的下限頻率為2.4KHz,這樣兩個(gè)濾波器并聯(lián)后就保證在頻率范圍為1.6KHz到2.4KHz電壓受阻較大，視為阻帶，小于1.6KHz大于2.4KHz的部分電壓基本可以順利通過，視為通帶。最后再把并聯(lián)起來的兩個(gè)濾波器接上一個(gè)同向比例放大器（LM 324共四個(gè)相同的放大器，任意選擇一個(gè)），為了讓并連后的電路輸出更穩(wěn)定，由于要求電壓增益為1.0，根據(jù)同向比例放大器的放大倍數(shù)Au=1+ R5/ R4通過調(diào)節(jié)R

3、5和R4使同向比例放大器的增益趨向于1,即R5<<R4。根據(jù)中心頻率公式fo=1/2pRC選擇合適的電阻和電容。連接好電路，在仿真中用示波器和波特儀進(jìn)行測試,檢查通頻帶和中心頻率是否與要求相符。三、需要用到的公式通過列寫圖1.1中a點(diǎn)和b點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓方程得到如下公式：fp1=22-Au2+1-(2-Au)fo -（1）fp2=122-Au2+1+(2-Au)fo-（2）BW= fp2- fp1=2(2-Au) fo-（3）我們在低頻電子線路中學(xué)到的公式： Au=1+ R5/ R4-（4）fo=1/2pRC-（5）四、元器件選擇 通過以上所列公式，以及實(shí)驗(yàn)室中所提供的具體的器件選擇如

4、下：LM 324芯片 1個(gè)7.2K電阻 2個(gè)3.6K電阻 1個(gè)0.1K電阻 1個(gè)1K 電阻 1個(gè)223 電容 5個(gè)信號(hào)發(fā)生器 1臺(tái)示波器 1臺(tái)交流毫伏表 1臺(tái)面包板 2塊導(dǎo)線 若干波特儀 1臺(tái)（僅在仿真時(shí)使用）說明：由于實(shí)驗(yàn)室中電容有限，11nf電容實(shí)際中使用兩個(gè)22nf電容串聯(lián)在一起使用，在仿真圖中沒有具體體現(xiàn)出來。五、計(jì)算機(jī)仿真圖 圖2.波特儀顯示的中心頻率從圖2中可以看出最終的中心頻率近似為2KHz，與預(yù)期基本一致。圖3.波特儀顯示的上限頻率圖3顯示出來濾波器的上限頻率也就是低通濾波器的截止頻率近似為1.6KHz，與預(yù)期基本一致。圖4.波特儀顯示的下限頻率圖4顯示出來濾波器的下限頻率也就

5、是高通濾波器的截止頻率近似為2.4KHz，與預(yù)期基本一致。圖5.圖6.圖5和圖6是由波特儀顯示出來的在通帶內(nèi)的分貝值近似為0.圖7.示波器顯示輸入輸出波形圖8.示波器顯示輸入輸出波形圖7.是信號(hào)源發(fā)出的頻率為2KHz的時(shí)候輸入輸出電壓波形，可以看出輸出的電壓明顯變小，因?yàn)榇藥ё铻V波器的中心頻率為2KHz，對2KHz的阻礙作用最大，圖8.是信號(hào)源發(fā)出的頻率為0.7KHz的時(shí)候的輸入輸出電壓波形，可以看出由于0.7KHz在濾波器的通帶，所以輸出電壓基本沒有衰減，基本與屬于一致。六、實(shí)物實(shí)驗(yàn)過程1.檢查芯片是否完好；2.關(guān)閉電源，根據(jù)仿真電路圖在面包板上連接電路3.把直流電源調(diào)到12V（不能超過12

6、V）并保持關(guān)閉狀態(tài)接在芯片兩個(gè)電源極上，接地孔連接到面包板上作為相對參考地端，之后電路所有接地端口都與在面包板上與該端口對應(yīng)的位置串聯(lián)；4.把示波器的兩個(gè)接口分別接到電路的輸入端和輸出端；5.把交流毫伏表接到電路的輸出端（這里交流毫伏表代替仿真時(shí)的波特儀）；6.把信號(hào)發(fā)生器接到電路的輸入端；7.打開直流電源、示波器、交流毫伏表、信號(hào)發(fā)生器，信號(hào)發(fā)生器的輸入電壓的有效值設(shè)為100mv，頻率設(shè)為1KHz，交流毫伏表調(diào)到100mv檔；8.調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器的頻率，記錄數(shù)據(jù)如下表：輸入電壓UI=100mv fo=2KHzf/KHz1.01.21.31.41.51.61.71.81.92.02.12.22.

7、32.42.52.72.93.5Uo/mv98.593.490.486.280.071.558.740.019.015.934.450.762.570.977.084.488.697.9七、數(shù)據(jù)分析由測出來的數(shù)據(jù)可以看出電壓值隨頻率的變化趨勢與圖2基本一致，當(dāng)輸入電壓為2KHz時(shí)輸出電壓最小，說明中心頻率接近2KHz，在輸入頻率為1.6KHz和2.4KHz是輸出電壓近似都為70V，這與（0.707*100mv）近似一致，說明這兩個(gè)頻率分別為帶阻濾波器的上限頻率和下限頻率。觀察示波器的波形變化都與仿真時(shí)的現(xiàn)象基本一致，這說明實(shí)物電路元器件選擇及連接正確，實(shí)驗(yàn)基本成功。八、誤差分析1.面包板的微弱

8、的電阻會(huì)對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生一定影響；2.電容電阻所標(biāo)的規(guī)格與實(shí)際的規(guī)格有一定誤差，由于所提供的電阻電容與實(shí)驗(yàn)所需要的電阻電容不太相符，需要一定的串并聯(lián)才能滿足要求，在串并聯(lián)過程中也會(huì)加大實(shí)驗(yàn)誤差；3.示波器、信號(hào)發(fā)生器、交流毫伏表、直流電源等儀器的接口老化也會(huì)對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響；九、方案改進(jìn)1.電阻在使用之前先用萬用表測下實(shí)際阻值，選擇與所標(biāo)阻值最接近的電阻；2.選擇較新的面包板，以防面包板老化對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響；3.在實(shí)驗(yàn)前先檢查示波器、信號(hào)發(fā)生器、交流毫伏表、直流電源等儀器所測數(shù)值是否準(zhǔn)確。十、參考文獻(xiàn)1、張桂苓，劉公望電子線路實(shí)驗(yàn) 大連海事大學(xué)出版社 2006年8月2、傅豐林 低頻電子線路 高等教育出版社 2006年12月3、房少軍，那振宇 電路理論 大連海事大學(xué) 2012年7月十一、實(shí)驗(yàn)總結(jié) 通過此次實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)了multism 電路仿真軟件的使用，為今后的專業(yè)學(xué)習(xí)帶來了便利，此外對LM 324芯片以及集成芯片有了進(jìn)一步的了解，進(jìn)一步加深芯片電源不能反接的概念。此次實(shí)驗(yàn)題目為“有源帶阻濾波器”，實(shí)際上用到了三個(gè)部分，即低通濾波器、高通濾波器、運(yùn)算放大器，對這三個(gè)結(jié)構(gòu)的概念進(jìn)一步加深；進(jìn)過了這次實(shí)驗(yàn)，之前使用頻率不是太高的直