低通滤波器实验报告

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1、（科信学院）信息与电气工程学院电子电路仿真及设计CDIO三级项目设计说明书（2012/2013学年第二学期）题目：____低通滤波器设计_______________专业班级：通信工程学生姓名：学号：指导教师：设计周数：2周2013年7月5日题目：____低通滤波器设计_______________1第一章、电源的设计21.1实验原理：21.1.1设计原理连接图：21.2电路图4第二章、振荡器的设计72.1实验原理72.1.172.1.2定性分析72.1.3定量分析82.2电路参数确定102.2.1确定R、C值102.2.2电路

2、图10第三章、低通滤波器的设计123.1芯片介绍123.2巴特沃斯滤波器简介133.2.1滤波器简介133.2.2巴特沃斯滤波器的产生133.2.3常用滤波器的性能指标143.2.4实际滤波器的频率特性153.3设计方案173.3.1系统方案框图173.3.2元件参数选择183.4结果分析203.5误差分析23第四章、课设总结23第一章、电源的设计1.1实验原理：1.1.1设计原理连接图：整体电路由以下四部分构成：电源变压器：将交流电网电压U1变为合适的交流电压U2。整流电路：将交流电压U2变为脉动的直流电压U3。滤波电路：将脉

3、动直流电压U3转变为平滑的直流电压U4。稳压电路：当电网电压波动及负载变化时,保持输出电压Uo的稳定。1）变压器变压220V交流电端子连一个降压变压器，把220V家用电压值降到9V左右。2）整流电路桥式整流电路巧妙的利用了二极管的单向导电性，将四个二极管分为两组，根据变压器次级电压的极性分别导通。见变压器次级电压的正极性端与负载电阻的上端相连，负极性端与负载的电阻的下端相连，使负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压。单项桥式整流电路，具有输出电压高，变压器利用率高，脉动系数小。根据图，输出的平均电压值即：3）滤波电路整流后的输出

4、电压虽然是单一方向的，但还是有较大的交流成分，会影响电路的正常工作，一般在整流后，还需要利用滤波电路将脉动直流电压变为平滑的直流电压。所以需通过低通滤波电路，是输出电压平滑。4）稳压电路采用LM7805、LM7905三端稳压器，使输出的直流电压在电源发生波动或负载变化时保持稳定。1.2电路图实物连接图第二章、振荡器的设计2.1实验原理2.1.1RC桥式振荡电路由RC串并联选频网络和同相放大电路组成，图中RC选频网络形成正反馈电路，决定振荡频率、、形成负反馈回路，决定起振的幅值条件。该电路的振荡频率=（1）起振幅值条件（2）RC桥

5、式正弦波振荡电路的主要特点是采用RC串并联网络作为选频和反馈网络，因此我们必须先了解它的频率特性，然后再分析这种正弦振荡电路的工作原理。2.1.2定性分析图XX_01RC串并联网络如图XX_01a所示。为了讨论方便，假定输入电压是正弦波信号电压，其频率可变，而幅值保持恒定。如频率足够低时，，，此时，选频网络可近似地用图XX_01b所示的RC高通电路表示。随着w的下降，输出电压将减小，输出电压超前于输入电压的相位角jf也就愈大。但超前角jf的最大值小于90°。当频率足够高时，，，则选频网络近似地用图XX_01c所示的RC低通电路来

6、表示。这是一个相位滞后的RC电路，频率愈高，输出电压愈小，输出电压滞后于输入电压的相位角jf愈大。同样，滞后角jf的最大值也小于90°。综上分析可以推出，在某一确定频率下，其输出电压幅度可能有某一最大值；同时，相位角jf从超前到滞后的过程中，在某一频率f0下必有jf=0。2.1.3定量分析1．电路组成图XX_01是RC桥式振荡电路的原理电路，这个电路由两部分组成，即放大电路和选频网络。选频网络（即反馈网络）的选频特性已知，在处，RC串并联反馈网络的，，根据振荡平衡条件和，可知放大电路的输出与输入之间的相位关系应是同相，放大电路的

7、电压增益不能小于3，即用增益为3（起振时，为使振荡电路能自行建立振荡，应大于3）的同相比例放大电路即可。根据这个原理组成的电路如图XX_01所示，由于Z1、Z2和R1、Rf正好形成一个四臂电桥，电桥的对角线顶点接到放大电路的两个输入端，因此这种振荡电路常称为RC桥式振荡电路。①。图XX_01RC桥式振荡电路2．振荡的建立与稳定由图XX_01可知，在时，经RC反馈网络传输到运放同相端的电压与同相，即有和。这样，放大电路和由Z1、Z2组成的反馈网络刚好形成正反馈系统，可以满足相位平衡条件，因而有可能振荡。所谓建立振荡，就是要使电路自

8、激，从而产生持续的振荡。由于电路中存在噪声，它的频谱分布很广，其中一定包括有这样一个频率成分。这种微弱的信号，经过放大器和正反馈网络形成闭环。由于放大电路的开始时略大于3，反馈系数，因而使输出幅度愈来愈大，最后受电路中非线性元件的限制，使振荡幅度自动地稳定下来，