二階壓控低通濾波器設(shè)計(jì)

1、班級(jí):學(xué)號(hào):工業(yè)大學(xué)“二階壓控低通濾波器設(shè)計(jì).專業(yè)2015.06.13一、摘要低通濾波器是一種典型的選頻電路。本文詳細(xì)介紹二階壓控電壓源低通濾波器的設(shè)計(jì)方法,給出了其通用電路圖。在給定的頻段，理論上它能讓信號(hào)無(wú)衰減地通過(guò)電路，這一段稱為通帶，通帶外的其他信號(hào)將受到很大的衰減，具有很大衰減的頻段稱為阻帶，通帶與阻帶的交界頻率稱為截止頻率。本設(shè)計(jì)用Multisim10對(duì)其進(jìn)展仿真觀察，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論.二、關(guān)鍵詞濾波器、二階低通、壓控型三、引言隨著電子信息的開(kāi)展，濾波器作為信號(hào)處理所不可或缺的局部，也得到了迅速的開(kāi)展，且應(yīng)用極為廣泛，在衛(wèi)星云圖、電視信號(hào)以及雷達(dá)接收機(jī)當(dāng)中濾波器是不可缺少的一局部。本次

2、通過(guò)對(duì)濾波器根本理論的學(xué)習(xí)，簡(jiǎn)單闡述二階壓控低通濾波器的工作原理，并根據(jù)題中所給的量進(jìn)展參數(shù)設(shè)計(jì)。四、正文4.1 .設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)二階壓控型低通濾波器，要求通帶增益為2,截止頻率為2kHz,可以選擇0.01F的電容器，阻值盡量接近實(shí)際計(jì)算值。電路設(shè)計(jì)完后，畫(huà)出頻率響應(yīng)曲線，并采用Multisim軟件進(jìn)展仿真分析。4.2 方案提出在普通有源二階濾波器中，具幅頻特性曲線在下降時(shí)，實(shí)際變化與理想狀態(tài)下的變化相差很大，這就造成了濾波器性能的下降。因此考慮引入適宜的反應(yīng)，增大幅頻特性在ffo處的衰減速率，同時(shí)使幅頻特性又不過(guò)于抬升。如圖示，當(dāng)Q值不同時(shí)，幅頻特性曲線也不同。圖1二階壓控LPF的幅頻特性

3、4.3 分析過(guò)程階壓控有源濾波器如圖2所示。將圖中電容G接到運(yùn)放輸出端，引入正反應(yīng)。由于在通帶電容可視為開(kāi)路，因此G的改接不影響濾波器的放大倍數(shù)，即R2一ORG,根據(jù)“虛短、“虛斷特性和疊加定理，有:UoAupU (s)U (s)Ui(s)1Un(s)-1 sCRRUN(s) Un(s) Uo(s)sCUn(s) U (s)0聯(lián)立解得:1(3Aup)sCR(sCR)由上式,濾波器的頻率響應(yīng)可以寫(xiě)為：Aup1(f)2j(3Aup)ffofo式中f02 RC當(dāng)ffo時(shí)，可以簡(jiǎn)化為Aj(3 Aup)根據(jù)條件有"小51.27f0=2KHz，解彳3RC=1.0106104s,其中C=0.01南

4、，故取R=10K。由于%1星=2,取RR210K。R至此，所有參數(shù)計(jì)算完畢。此處采用A741芯片，uA741M,uA741I,uA741C單運(yùn)放是高增益運(yùn)算放大器，用于軍事，工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用.這類單片硅集成電路器件提供輸出短路保護(hù)和閉鎖自由運(yùn)作。這些類型還具有廣泛的共同模式，差模信號(hào)圍和低失調(diào)電壓調(diào)零能力與使用適當(dāng)?shù)碾娢?。具引腳圖如圖3所示，相關(guān)參數(shù)如圖4所示圖3A741引腳圖UA741UA747NumberofChhannels(#112TotalSupply1+5V-X*/-5V10)77TnlalSupplyVolLiqe(Max)(+SV=SH*/SV=10)3646GBW(Typ>

5、;(MHz)11引世陽(yáng)Ramllyp)(V/u?)0.565CMRR(Mln)(dBJ7070YcklOFfwtVoltage25口蚓值eV66IIB(Max)D1500M01500Mqperchannel(Mdx)rnA)2J82A幅tingMilItaiyMllkiryQpemtingiT&rnpwrahjWRflng?(C)Qto7。Qto7。Pin/Pafkage8印14PDTP3SO的。k年片圖4A741相關(guān)參數(shù)4.4 仿真結(jié)果仿真電路圖如圖5所示，通過(guò)交流分析，其/&出幅頻特性曲線如圖6所示，波特圖如圖8所示。圖5仿真電路圖GfipherVkA0。三隹界吊巧：血口曲

6、VFc14*ODCSpErat.ngponL|IX|IXSm9|DCDChcq?|此Andv7tM*igICircuit?ACAnalysisTHFtfqwefbrv(Hz)Se-e«dTracciVl'Z金丹】¥三_.-IfCCuClKViliz.iACAnalysu事工X-s.aoDO上尹1.15734Xi,wn<drT42-V-l,aas7mlnxl-adDO13UU.ID.Odd.Miwx要75D.651mnawvofEaetK&.OdDOq££ji-EM*gg圖6仿真幅頻特性、相頻特性圖圖7波特圖分析電路圖8仿真波特圖4.5 結(jié)果分析由仿真結(jié)果可容易看出，當(dāng)f 2KHz時(shí)，Aup、/頻率較小時(shí)Aup2。即通帶增益為2,截至頻率為2KHz,與題目中給出的條件比照知，所設(shè)計(jì)的電路滿足要求,通過(guò)仿真驗(yàn)證了設(shè)計(jì)結(jié)果的正確性。設(shè)計(jì)完成。五、完畢語(yǔ)心得體會(huì)通過(guò)本次設(shè)計(jì)，加深了對(duì)集成運(yùn)算放大器線性應(yīng)用的了解，學(xué)會(huì)了一些模擬電子設(shè)計(jì)的根本方法，通過(guò)對(duì)電路的仿真，加深了對(duì)Multisim的熟悉，學(xué)會(huì)了交流分析與波特圖分析方法，為以后的學(xué)習(xí)打下了良好的根底。同時(shí)，通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，了解了一些低通濾波器的電路，拓寬了視野。六、參考文獻(xiàn)1 王淑娟，蔡惟錚，齊明.模擬電子技術(shù)根底M.：高等教育，2009.2 海燕.Multisi