orcad巴特沃思低通滤波器设计报告

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1、巴特沃思低通滤波器设计报告指导教师：吴贵能学院：国际半导体学院专业：微电子班级：1611201姓名：徐海峰学号：2012215117一、实验内容：设计一个巴特沃思低通滤波器，要求：截止频率fc=100Hz,止带fs=300Hz,袞减量As〉50dB。参数计算:2.1、巴特沃思低通滤波器的阶数N估算：f300由截止频率fc比止带频率fa可得：Qs=-^=i00=3则滤波器阶数N为：N>—A-—N为整数，所以取N为201ogQs201og36,即为六阶巴特沃思低通滤波器。2.2、传递函数:采用三个二阶巴特沃思构成一个

2、六阶巴特沃思低通滤波器，屮教材《集成电路原理及应用》P180页表6-2-1,可得六阶巴特沃思传输函数为：G(S)=G01G()2g03S?+0.518S,+1S?+1.414S,+1S?+1.932S,+1AAAAAA式中GOi表示各级增益。2.3、各级R、C值：第一级选取如图1所示电路，由fc=100=l八2piRC),取C=0.luF,得R=16K,由(1=0.518,得Goi=3-$=2.482,Rfi/Rf2=Goi-1=1.482,取Rf2=10K,则Rfl=14.28K同理可得第二级、第三级参数。第二

3、、三级R、C,只是G02、G03各不相同，显然：Go2=3-=3-1.414=1.576=1+0.576Go3=3-=3-1.932=1.062=1+0.062取Rf22=1K,则Rfi2=0.576K,取Rf23=0.5K,则Rfi3=0.124K。于是得到三级二阶低通滤波器的参数，理论上说，三级级联的顺序无关，但通常将g较小的放在最后。由上述可得电路如图2所示。图2三、电路装配：3.1仿真工具：PC、0RCAD9.2。3.2运放选型及参数：选取LM358作为滤波器的核心运放，其具有以下特点：①内部频率补偿；②

4、直流电压培益高(约100dB);③单位增益频带宽(约1MHz);④电源电压范围宽：单电源(3—30V)、双电源(±1.5—±15V)低功耗电流，适合于电池供电；⑤LM358低输入偏流、低输入失调电压和失调电流；⑥共模输入电压范岡宽，包括接地；⑦差模输入电压范岡宽，等于电源电压范围；⑧输出电压摆幅大(0至VCC-1.5V)。3.3原理图:7-15Vdc阁3四、仿真分析：4.1波特图：图5由上图4、图5可得该滤波器通频带增益为13.596dB；由图4可得截止频率fc=100Hz处增益为10.512dB,衰减了3.08

5、36dB；由图5可得止带频率fs=300Hz处增益为-43.392dB,衰减了56.988dB。所存满足设计要求在此处衰减量As〉50dB。4.2疑点分析：问题：为何频率在20Khz以后会出现增益上升，然后趋于稳定?猜测：由于运放LM358的带宽限制。五、心得体会：虽然这次实验只有短短的4次课，但在老师的细心讲解以及参考教材第6章PPT，我初步掌握了巴特沃思低通滤波器设计思路和方法，学会了使用oread仿真软件进行仿真，也通过0己的思考克服设计过程中的种种困难，我收获颇丰。原来对理论知识理解不足导致在仿真过程中出

6、现很多闷题，例如品质冈素Q和传递函数等不知如何去算，不知道电阻值的改变会对图形产生那些影响等，在尝试改变电附时也时刻看图形的改变，这使得原来死板的公式变得有血有肉起来，同时也加强了对公式的理解。对现冇知识还是不能很好的解决仿真中的问题。特别是对软件的应用上，非常不熟练。在去过多次图书馆，翻阅相关书籍我对软件的应用冰冇了初步了解。这次实践我认识到想要把知识实际运用还用很松路要走，同时理论知识是实际应用的基础，只有扎实的理论知识才能对实践应用提供可靠，强大的支持。