實驗四設(shè)計過程

電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗范例

模擬電子技術(shù)實驗哈爾濱工程大學(xué)電工電子實驗教學(xué)中心實驗四集成運放電路應(yīng)用及調(diào)測實驗須知進離實驗室均須刷卡，按預(yù)定座位就坐。拿到選題及試卷，根據(jù)題目要求設(shè)計電路所需元器件并領(lǐng)取。實驗室提供元件運放塊LM324,電阻、電容若干（詳見發(fā)給每位同學(xué)的題簽附錄）實驗?zāi)康?、進一步理解由運放組成的各類功能電路的工作原理；2、熟練掌握運放的工程設(shè)計方法；3、熟練掌握基本測量方法。實驗內(nèi)容和要求（1）在試卷上，根據(jù)選題要求寫出設(shè)計過程，包括參考電路，計算電路元件參數(shù)過程等。（2）組裝和調(diào)試設(shè)計的電路，檢查該電路是否滿足設(shè)計指標(biāo)，若不滿足，改變電路參數(shù)值，使其滿足設(shè)計要求。（3）測量低通濾波電路的幅頻特性曲線，研究品質(zhì)因數(shù)對濾波器濾波特性的影響。（4）完成試卷。實驗原理濾波電路的功能是使指定頻段的信號順利通過，其它頻率的信號被衰減。低通濾波器（LPF）（一）一階低通有源濾波器

一階低通濾波器的電路簡單，阻帶衰減-20dB/10倍頻程，選擇性較差。

（二）二階低通有源濾波電路為了使輸出電壓以更快的速率下降，改善濾波效果，再加一節(jié)RC低通濾波環(huán)節(jié)，稱為二階有源濾波電路。二階有源低通濾波LPF電路在f>f0以后，幅頻特性以-40dB/十倍頻程的速率下降，比一階的下降快。但在通帶截止頻率f0附近，幅頻特性下降的還不夠快。

（三）二階壓控電壓源低通濾波電路二階壓控型低通有源濾波器將電容C1接到集成運放的輸出端，形成正反饋。選擇合適的電路參數(shù)有可能改善附近的幅頻特性。

二階壓控電壓源低通濾波電路性能指標(biāo)(1)通帶電壓放大倍數(shù)通帶電壓放大倍數(shù)是指濾波器在通頻帶內(nèi)的電壓放大倍數(shù),

LPF通帶電壓放大倍數(shù)是f=0時電路的電壓放大倍數(shù)。（2）傳遞函數(shù)（4）幅頻特性（3）品質(zhì)因數(shù)將f=f0時的電壓放大倍數(shù)的模與通帶電壓放大倍數(shù)之比稱為Q值。Q值決定了f0附近電壓放大倍數(shù)的補償效果。Q值越高，補償?shù)男Ч矫黠@。而Q值的大小只取決于Aup的大小。負(fù)反饋要求對應(yīng)特征頻率（5）截止頻率當(dāng)下降到時所對應(yīng)的頻率稱為通帶截止頻率

。設(shè)計過程舉例設(shè)計一般過程：1、根據(jù)衰減的要求確定濾波器的階數(shù)。要想獲得好的濾波特性，一般需要較高的階數(shù)。2、根據(jù)題目要求設(shè)計電路中元器件的具體數(shù)值。設(shè)計一低通濾波電路，其截止頻率為3KHz,Q值為0.7,處的衰減速率不低于30dB/10倍頻程。設(shè)計步驟：（1）由衰減速率及Q值確定電路為二階壓控電壓源低通濾波電路。（2）確定電路組成。1.根據(jù)特征頻率f0選取電容C和電阻R的值。電容C的大小一般不超過1uF，電阻R取值為KΩ數(shù)量級，

設(shè)電容C的取值為0.033uF，

根據(jù)Q值定義，時電壓放大倍數(shù)與通帶電壓放大倍數(shù)的比值為0.7，則截止頻率與特征頻率相同。因此有計算得，，電阻R取標(biāo)稱值為1.6

KΩ。（2）根據(jù)Ｑ值求Aup及確定電阻R1和Rf的值依題意則又因為集成運放兩輸入端的外接電阻需對稱，可得解得因此取R1為18

KΩ，RF為10

KΩ。元件表R118k1個RF1