數(shù)字濾波器課程設(shè)計(jì)報(bào)告書

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專業(yè)課綜合課程設(shè)計(jì)說明書——數(shù)字濾波器

系部：信息與控制工程學(xué)院

專業(yè)：電子信息工程

班級(jí)：2100級(jí)2班

同學(xué):萇金超學(xué)號(hào):

指導(dǎo)老師：徐國(guó)盛

2022年12月13日

名目

一、設(shè)計(jì)要求及原理(2)

二、設(shè)計(jì)原理(2)

三、設(shè)計(jì)思路(3)

四、設(shè)計(jì)容(4)

A、一階有源濾波電路(4)

B、二階有源濾波電路(6)

1、二階低通濾波電路(6)

2、二階高通濾波電路(8)

3、二階帶通濾波電路(9)

C、用仿真軟件設(shè)計(jì)濾波器(12)

1、給定性能參數(shù)設(shè)計(jì)濾波器(12)

a、二階低通濾波器(12)

b、二階高通濾波器(13)

c、二階帶通濾波器(14)

2、不同階數(shù)濾波器性能比較(15)

D、濾波器的Matlab設(shè)計(jì)仿真(16)

1、二階低通濾波器(16)

2、二階高通濾波器(18)

五、試驗(yàn)總結(jié)和分析(21)

六、

3、按照給定要求和電路原理圖計(jì)算和選取單元電路的元件參數(shù)。

4、用Matlab或其他仿真軟件（FilterLab）對(duì)濾波器舉行仿真，記錄仿真

結(jié)果。

二、設(shè)計(jì)原理

1、電容器C具有通高頻阻低頻的性能。

2、由源濾波器由放大電路部分和濾波電路部分組成。

3、仿真軟件可以將濾波器的性能直觀的表現(xiàn)出來。

4、各種濾波器的幅頻特性：

三、設(shè)計(jì)思路

濾波器階數(shù)越高濾波效果越好。固然，無論電感電容濾波器還是模擬濾波器，算法都會(huì)隨著階數(shù)的增強(qiáng)變得復(fù)雜。一階濾波器是最容易的濾波器，也是高階濾波器的基礎(chǔ)。所以在設(shè)計(jì)過程中先從一階濾波器著手考慮，將其原理應(yīng)用到二階以致多階。

實(shí)現(xiàn)濾波器的電路無數(shù)，在考慮二階濾波器設(shè)計(jì)的時(shí)候，主要以壓控電壓源式濾波電路作為考慮，其特點(diǎn)是運(yùn)算放大器為同相接法，濾波器的輸入阻抗很高，輸出阻抗很低，濾波器相當(dāng)于一個(gè)電壓源。其優(yōu)點(diǎn)是：電路性能穩(wěn)定，增益簡(jiǎn)單調(diào)整。

用ElectronicsWorrkbench繪制電路圖。使用Matlab設(shè)計(jì)仿真時(shí)，使用Butterworth函數(shù)討論。使用Matlab提供的建函數(shù)freqz，可以求得濾波器系統(tǒng)的頻率相應(yīng)特性。

1、2

、四、設(shè)計(jì)容

A、一階有源濾波電路（基礎(chǔ)）

假如在一階RC低通電路的輸出端，再加上一個(gè)電壓尾隨器，使之與負(fù)載很好隔離開來，就構(gòu)成一個(gè)容易的一階有源RC低通濾波電路，如圖1所示，因?yàn)殡妷何搽S

器的輸入阻抗很高，輸出阻抗很低，因此，其帶負(fù)載能力很強(qiáng)。

假如希翼電路不僅有濾波功能，而且能起放大作用，則只要將電路中的電壓尾隨器改為同相比例放大電路即可。下面介紹它的性能。

a．傳遞函數(shù)

RC低通電路的傳遞函數(shù)為：

一階低通濾波器

對(duì)于電壓尾隨器，其通帶電壓增益Ao等于同相比例放大電路的電壓增益AVF，即

因此，可導(dǎo)出電路的傳遞函數(shù)為：

（1）

式中n=1/(RC)，n稱為特征角頻率。

因?yàn)閭鬟f函數(shù)中分母為s的一次冪，故上述濾波電路稱為一階低通有源濾波電路。

b．幅頻響應(yīng)

對(duì)于實(shí)際的頻率來說，式(1)中的s可用s=jω代入，由此可得(2)

（3）