模电课程设计 多功能有源滤波

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1、模拟电路课程设计报告设计课题：多功能有源滤波器专业班级：学生姓名：学　　号：　　　　　　　　　指导教师：设计时间：题目：多功能有源滤波器一、设计任务与要求1．设计一个可以同时获得高通、低通和带通三种滤波特性的滤波器，通带AV=1；2．用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。二、方案设计与论证根据设计任务要求设计一个可以同时获得高通、低通和带通三种滤波特性的滤波器，并用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V），为运算电路提供偏置电源。1、直流电源部分电路可把220V的交流电变成+12V和

2、-12V的直流电源,电路图如图1所示。图1直流稳压电源2、多功能有源滤波器部分方案一用一个求和电路输出三个信号，再用三个Ua741分别实现高通、带通、低通功能电路，其方框图如图2所示。交流信号源反向积分电路，实现低通反向求和电路，实现带通反向求和电路，实现高通图2方案一原理方框图方案二通过比例、求和、积分等若干基本运算电路组合，外接几个电阻，就可实现多功能有源滤波功能，用3个uA741，电容，电阻调节适当参数可实现，如图3所示。图3多功能有源滤波器原理图方案论证由于要同时实现高通、带通、低通功能，方案一计算不方便，电路复杂，接线不方便，易接触电

3、阻，增大误差，制作难度大。两种电路比较起来，方案二更好,所以我选择方案二。三、单元电路设计与参数计算1、桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。其流程图如图3。电源+整流+滤波+稳压+u1变压器_电路_电路_电路-图3直流电源方框图直流电源电路图4。图4直流电源图原理分析：（1）电源变压器是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。由于要产生±12V的电压，所以在选择变压器时变压后副边电压应大于24V,由现有的器材可选变压后副边电压为50V的变

4、压器。(2)整流电路：其电路图如5。图5整流电路图1）原理分析：整流电路将交流电压Ui变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压U1。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。我所用的桥式整流电路由四只二极管组成，其构成原则就是保证在变压器副边电压的整个周期内，负载上的电压和电流方向始终不变。2）单相桥式整流电路的波形图如图6。图6单相桥式整流电路的波形图整流输出电压的平均值（即负载电阻上的直流电压VL）VL定义为整流输出电压VL在一个周期内的平均值，即设变压器副边线圈的输出电压为，整流二极管是理想的。

5、则根据桥式整流电路的工作波形，在Vi的正半周，VL=V2，且VL的重复周期为p，所以(3)滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压各滤波电容C满足RL-C＝(3~5)T/2，或中T为输入交流信号周期，RL为整流滤波电路的等效负载电阻。其电路图如图7。图7滤波电路图(4)稳压电路：稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。为了电路的安全，常在电路中加保护电路。对于本实验的稳压电路中的保护电路，主要使用了集成块：78系列。（5）直流电源的参数设计提供的是220V的交流电源

6、要变为12V直流电，变压器用220V~50V规格的，选的三端稳压器为：LM7812、LM7912，整流用的二极管可用1N4007，电解电容用3300ufC3与C3可用0.22UfC5与C6可用0.33uFC7与C8可用220Uf电容，发光二极管上的R用1KΩ。2、多功能有源滤波器部分的参数设计设计要求同时低通、高通、带通三种滤波特性，该滤波电路可通过集成运放及RC网络组成，即所选方案原理图如图6所示。图6多功能有源滤波器原理图由图可知，带通输出电压：低通输出电压：高通输出电压：令,，则令,则滤波电路高通频响特性方程为同理得出滤波电路的带通和低通

7、频响特性方程为由于设计要求通带放大倍数为1，只要满足带通放大倍数为1，即=1则可得Q=1，再代入，得所以取（用两个10K电阻并联得到）四、总原理图及元器件清单1．总原理图（如图7所示）图7总原理图2．元件清单（1）直流电源部分表1直流电源元件清单元件序号型号主要参数数量备注（价钱）变压器50V19.6元三端稳压器AN7812(JRC)11元三端稳压器AN791211.2元电阻R1、R21K20.1元电容3.3mf50v21.5元电容220uF21元电容0.1uF20.1元中号焊接电路板12元二极管1N400760.1元发光二极管LED1LED2

8、20.3元总计价格18.4元（2）多功能有源滤波器部分表2多功能有源滤波器元件清单元件序号型号主要参数数量备注（价钱）uA74131元中号焊接电路板1