低频电路课程设计报告

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1、低频电路课程设计报告二阶低通滤波器一、题目的要求和意义1.要求：设计一个二阶低通滤波器，电源电压±5V，滤波器的截止频率≤100HZ；通带电压增益Au≥1。2.工作：查阅资料，独立完成电路分析和设计。确定设计方案，选择电路器件、计算电路参数使用面包板搭建电路，完成电路调试和指标的测试。3.功能：从接收的信号中消除或减弱干扰噪声,就成为信号传输与处理中十分重要的问题。根据有用信号与噪声的不同特性,消除或减弱噪声,提取有用信号的过程称为滤波,滤波器就是实现滤波功能的系统。二阶低通滤波器则是将上定频率以上的信号

2、进行减弱或消除，而对低于一定频率的信号增强的作用。4.意义：通过对二阶低通滤波器的设计，使得我们主动去了解并掌握滤波器这方面的知识，而不是为学习而学习，而是为运用而学习，从而激发学习的兴趣，而设计的过程又让我们充分地发挥个人的想象力和思考问题的能力。完成后会使我们体会到解决问题的乐趣。利用面包板连接电路并完成其测试，充分锻炼个人的动手能力，虽然多次试验失败，但并不能使我们放弃，而是细心地检查线路是否连接正确，进一步分析电路设计是否合理，或者考虑另一个更科学的设计方案，并大量查找资料和通过自己所掌握的知识去

3、认证方案的可行性，虽然花费了不少时间，但在这些时间里，已经不知不觉地学到了知识，所以我并不觉得做课程设计是浪费时间的，相反我觉得做课程设计比去上课更容易掌握到有用的知识。二、方案的论证和设计1.概述：有源滤波器,一般由集成运放与RC网络构成，它具有体积小、性能稳定等优点，同时，由于集成运放的增益和输入阻抗都很高，输出阻抗很低，故有源滤波器还兼有放大与缓冲作用。利用有源滤波器可以突出有用频率的信号，衰减无用频率的信号，抑制干扰和噪声，以达到提高信噪比或选频的目的，因而有源滤波器被广泛应用于通信、测量及控制技

4、术中的小信号处理。2.工作原理：二阶有源滤波器是一种信号检测及传递系统中常用的基本电路,也是高阶虑波器的基本组成单元。常用二阶有源低通滤波器的电路型式有压控电压源型、无限增益多路反馈型和双二次型。本次课程设计采用压控电压源型设计课题。它由两节RC滤波电路和同相比例放大电路组成，在集成运放输出到集成运放同相输入之间引入一个负反馈，在不同的频段，反馈的极性不相同，当信号频率f＞＞时（为截止频率），电路的每级RC电路的相移趋于-90º，两级RC电路的移相到-180º，电路的输出电压与输入电压的相位相反，故此时通

5、过电容c8低频电路课程设计报告引到集成运放同相端的反馈是负反馈，反馈信号将起着削弱输入信号的作用，使电压放大倍数减小，所以该反馈将使二阶有源低通滤波器的幅频特性高频端迅速衰减，只允许低频端信号通过。其特点是输入阻抗高，输出阻抗低。3.方案比较方案1电路图：方案2：电路图：8低频电路课程设计报告以上的两种方案是根据二阶低通滤波器的工作原理去设计的，在理论上，两种方案均可以实验其功能，并达到设计的要求。方案1中有三个电容，其中C3的作用是为了过滤输入信号中的直流分量，电阻R3及R4作用是在输入处提出一定量的正

6、电压，主要原因是电阻容量比较大，只能使用电解电容，而电解电容有正负两极，提供这个正电压是为了保证电解电容的正常工作。而方案是采用最简单的连接方法一个放大电路，两个滤波电路，以达到其要求。但实际操作中，方案2不及方案1那样稳定并且容易操作，故本资次试验采用方案1.一、4.具体电路的设计和参数的计算：选用的元件：名称：编号数值数量集成运算放大器LM324----1电阻R1_R31kΩ3电阻R4_R610kΩ3电解电容C1,C24.7μF2电解电容C3220μF1面包板----------------1具体电

7、路按照方案1所示的电路去连接。8低频电路课程设计报告对于上图所示的二阶低通滤波器，其传递函数为式中，零频增益：自然角频率为：阻尼系数为：为了简化计算，通常选,,则有,等效品质因数为:采用频率归一化的方法，则上述二阶低通滤波器的传递函数为：8低频电路课程设计报告一、电路性能测试与结果分析：下表为本次测试的结果输入频率f（Hz）5791113151719212325272931输出电压uo（mV）576668752792840872880896880864856824784768输入频率f（Hz）333537

8、3941434547495153555759输出电压uo（mV）704682640592560512448432384352336304280206本次测试输入的电压峰峰值VPP=452mv截止频率:在测试中，输入频率f=34.3HZ时，输出电压uo=640mv，所以得通带频率等效品质因数通带最大增益：此时的输入频率:f=19HZ所民得到的幅频特性曲线如下：8低频电路课程设计报告上图为二阶低通滤波器的幅频特性曲线，克服了一阶低