二階低通濾波器(課程設計)

適用標準文檔學號08700109模擬電子技術基礎設計說明書二階低通濾波器起止日期：2010年12月24日至2010年12月31日學生姓名班級成績指導教師(署名)電子與信息工程系2011年1月2日文案大全適用標準文檔目錄第一章電路設計11.1集成運算放大器.11.2二階低通電路.11.3課設電路及計算.3第二章所用元器件32.1電阻.32.2電容.32.3集成運算放大器LM7414第三章仿真狀況5第四章課設總結74.1心得領會.74.2個人辯論問題.7參照文件8文案大全適用標準文檔第一章電路設計1.1集成運算放大器圖1是集成運放的符號圖，1、2端是信號輸入端，3、4是工作電壓端，5是輸出端，在實質中還有調零端，頻次賠償端和偏置端等協助端。集成運算放大器的輸入級往常由差分放大電路構成，所以一般擁有兩個輸入端以及一個輸出端。圖中標有“+”號的是同相輸入端，標有“—”號的是反相輸入端，當信號從同相端輸入時，輸出信號和輸入信號同相，反之則反相。當集成運下班作在線性區(qū)時，它的輸入信號電壓和輸出信號電壓的關系是：UpUnUo（1）Aod式中Aod是運放器的放大倍數，Aod是特別大的，可達幾十萬倍，這是運算放大器和差分放大器的差別，并且集成運放器的兩個輸入端對地輸入阻抗特別高，一般達幾百千歐到幾兆歐，所以在實質應用中，經常把集成運放器當作是一個“理想運算放大器”。理想運算放大器的兩個重要指標為：1）差模輸入阻抗為∞；2）開環(huán)差模電壓增益Aod為∞。依據這兩項指標可知，當理想運算放大器工作在線性區(qū)時，由于其輸入阻抗為∞，所以在其兩個輸入端均沒有電流，即在圖1中I1I20，好像兩點被斷開同樣，這類現象稱為“虛斷”。又由于Aod，依據輸入和輸出端的關系：UpUnUo，所以以為運放的同相Aod輸入端與反相輸入端兩點的電壓相等，好像將該兩點短路同樣。這類現象成為“虛短”?！疤摱獭焙汀疤摂唷笔抢硐脒\下班作在線性區(qū)時的兩個重要結論，經常作為剖析很多運放電路的出發(fā)點。當理想運下班作在非線性區(qū)時，則“虛短”現象不復存在。圖1集成運算放大器1.2二階低通電路二階濾波器基礎電路如圖2所示：文案大全適用標準文檔圖2二階有源低通濾波基礎電路它由兩節(jié)RC濾波電路和同對比率放大電路構成，在集成運放輸出到集成運放同相輸入之間引入一個負反應，在不一樣的頻段，反應的極性不同樣，當信號頻率f＞＞f0時（f0為截止頻次），電路的每級RC電路的相移趨于-90o，兩級RC電路的移相到-180o，電路的輸出電壓與輸入電壓的相位相反，故此時經過電容c引到集成運放同相端的反應是負反應，反應信號將起著削弱輸入信號的作用，使電壓放大倍數減小，所以該反應將使二階有源低通濾波器的幅頻特征高頻端快速衰減，只同意低頻端信號經過。其特色是輸入阻抗高，輸出阻抗低。傳輸函數為：Vo(s)AVFA(s)1(3-AVF)sCR(sCR)2Vi(s)令A0AVF稱為通帶增益1Q稱為等效質量因數AVFc1稱為特色角頻次RCA02則A(s)c22snscQ上式為二階低通濾波電路傳達函數的典型表達式注：當3AVF0，即AVF3時濾波電路才能穩(wěn)固工作。文案大全適用標準文檔1.3課設電路及計算依據本次課設要求，電路工作電壓為15V，所以采納LM741芯片作為理想放大器；系統增益為0dB，所以將理想放大器反相輸入端直接接到輸出端，此時電路等效質量因數Q=0.5；系統帶寬10KHz，即f0=10kHz，所以選用電容值為10nF，由R=1得此時電阻值為2f0c1.6K。具體電路圖如圖3所示。圖3protel電路圖第二章所用元器件2.1電阻采納碳膜電阻器，阻值穩(wěn)固性較好，阻值范圍寬，溫度系數較好，成本低，價錢廉價。大小為1.6K。2.2電容采納金屬化紙介電容器，體積小，容量可做得大，溫度系數大，內部紙介擊穿后有自愈作用。大小為10nF。文案大全適用標準文檔2.3集成運算放大器LM741（1）引腳共8個引腳，此中引腳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、負直流電源，1、5之間接調零電位器，引腳8為空。（2）主要技術指標：參數LM741最小典型最大輸入失調電壓1.05.0輸入失調電壓溫漂輸入失調電流20200輸入失調電流溫漂輸入偏置電流80500輸入電阻0.32.0輸入電壓范圍大信號電壓增益50200輸入電壓幅度+-12+-14+-10+-13共?？酥票?090變換速率0.5電源電流1.72.8電源電壓+-22同意功耗+-500差模輸入電壓+-30工作溫度范圍-55~125文案大全適用標準文檔第三章仿真狀況圖4仿真電路圖3.1當輸入信號的頻次為2kHz（<10kHz）時，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。文案大全適用標準文檔圖5正常的輸入輸出波形3.2當輸入信號的頻次大于截止頻次時，選用f=30kHz，輸出信號較輸入信號已有顯然的衰減。見圖6此中紅色為輸入波形，橘黃色為輸出波形，很顯然，基本上已經沒有輸出了。圖6基本所有截止的輸出波形文案大全適用標準文檔3.3輸出函數波特圖圖7輸出函數波特圖第四章課設總結4.1心得領會實習了兩個禮拜的，我們學會了好多東西，培育了著手能力也為我們此后的工作打下了優(yōu)秀的基礎。經過此次課程設計使我懂得了理論與實質相聯合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相聯合起來，從理論中得出結論，才能真實為社會服務，進而提升自己的實質著手能力和獨立思慮的能力。在設計的過程中碰到問題，能夠說得是困難重重，這畢竟第一次做的，不免會碰到過各種各種的問題，同時在設計的過程中發(fā)現了自己的不足之處，對從前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠堅固。此次課程設計終于順利達成了，在設計中碰到了好多專業(yè)知識問題，最后在老師的勤勞指導下，終于游逆而解。同時，在老師的身上我們學也到好多適用的知識，在次我們表示感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W和各位指導老師再次表示忠心的感謝！4.2個人辯論問題問題：（1）設計所用的集成運算放大器是什么？2）頻次f是怎么計算的？答：（1）LM7412）f=1/(2*pi*R*C)文案大全適用標準文檔參