高频课程设计报告--基于matlab的带通滤波器设计

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1、课程设计设计题目：小信号调谐放大器电路设计、基于matlab的带通滤波器设计学生姓名：学号：专业班级：指导老师：实验组员：2013年7月6日设计题目小信号调谐放大器电路设计基于matlab的带通滤波器设计成绩课程设计主要内容1、设计一个小信号调谐放大器，中周频率：465KHz左右2、某系统接收端接收到的信号为：y=cos(2π*65t)+1.2cos(2π*150t)+2sin(2π*230t)+1.5sin(2π*320t)，此信号夹杂了一个正弦噪声noise=cos(2π*65t)+1.5sin(2

2、π*320t)，设计一个带通滤波器将此噪声滤除，恢复原信号。我负责的是软件部分，采用两种方法：（1）凯瑟窗函数法设计FIR数字带通滤波器（2）频率采样法设计带通滤波器指导老师评语签名：20年月日建议：从学生的工作状态、工作量、设计（论文）的创造性、学术性、实用性及书面表达能力等方面给出评价。目录一、硬件部分1、原理11.1小信号调谐放大器的主要特点11.2小信号调谐放大器的主要质量指标11.2.1谐振频率11.2.2谐振增益（Av）11.2.3通频带11.2.4增益带宽积21.2.5选择性21.2.6噪

3、声系数31.3单级单调谐回路谐振放大器电路原理32、电路图43、实验过程44、实验结果6二、软件部分1、凯瑟窗71.1原理71.2参数设置71.3matlab程序81.4实验图像92、频率采样法112.1原理112.2参数设置112.3matlab程序122.4实验图像13三、实验心得15四、参考文献16一、硬件部分我们组硬件部分设计题目是：小信号调谐放大器的设计。1、原理：1.1小信号调谐放大器的主要特点晶体管集电极负载通常是一个由LC组成的并联谐振电路。由于LC并联谐振回路的阻抗是随着频率变化而变化

4、，理论上可以分析，并联谐振在谐振频率处呈现纯阻，并达到最大值。即放大器在回路谐振频率上将具有最大的电压增益。若偏离谐振频率，输出增益减小。总之，调谐放大器不仅具有对特定频率信号的放大作用，同时也起着滤波和选频的作用。1.2小信号调谐放大器的主要质量指标衡量小信号调谐放大器的主要质量主要包括以下几个方面：1.2.1谐振频率放大器调谐回路谐振时所对应的频率称为放大器的谐振频率，理论上，对于LC组成的并联谐振电路，谐振频率的表达式为：式中，L为调谐回路电感线圈的电感量；C为调谐回路的总电容。1.2.2谐振增益

5、（Av）放大器的谐振电压增益放大倍数指：放大器处在在谐振频率f0下，输出电压与输入电压之比。Av的测量方法：当谐振回路处于谐振状态时，用高频毫伏表测量输入信号Vi和输出信号Vo大小，利用下式计算：dB1.2.3通频带由于谐振回路的选频作用，当工作频率偏离谐振频率时，放大器的电压放大倍数下降，习惯上称电压放大倍数Av=Vo/Vi下降到谐振电压放大倍数Avo的0.707倍时所对应的频率偏移称为放大器的通频带带宽BW，通常用2Δf0.7表示。有时也称2Δf0.1为3dB带宽。通频带带宽：15式中，Q为谐振回路

6、的有载品质因数。当晶体管选定后，回路总电容为定值时，谐振电压放大倍数fo与通频带BW的乘积为一常数。图1-1放大器的通频带和谐振曲线1.2.4增益带宽积增益带宽积BW•G也是通信电子电路的一个重要指标，通常，增益带宽积可以认为是一个常数。放大器的总通频带宽度随着放大级数的增加而变窄，BW越大，增益越小。二者是一对矛盾。不同电路中，放大器的通频带差异可能比较大。如：在设计电视机和收音机的中频放大器时，对带宽的考虑是不同的，普通的调幅无线电广播所占带宽是9kHz，而电视信号的带宽需要6.5MHz，显然，要获

7、得同样的增益，中频放大器的带宽设计是完全不同的。1.2.5选择性放大器从含有各种不同频率的信号总和中选出有用信号，排除干扰信号的能力，称为放大器的选择性。选择性的基本指标是矩形系数。其中，定义矩形系数是电压放大倍数下降到谐振时放大倍数的10％所对应的频率偏移和电压放大倍数下降为0.707时所对应的频率偏移2Δf0.1之比，即：同样还可以定义矩形系数，即：15显然，矩形系数越接近1，曲线就越接近矩形，滤除邻近波道干扰信号的能力愈强。1.2.6噪声系数，NF越接近1越好。1.3单级单调谐回路谐振放大器电路原

8、理图1-2单级单调谐回路谐振放大器上图是一个单级单调谐回路谐振放大器的原理图，理论上分析，谐振时电压增益：放大器的增益可用带宽表示为：，其中单调谐放大器的选择性用矩形系数来表示为：所以单调谐放大器的矩形系数比1大得多，选择性比较差。152、电路图：图1-3电路图图1-4仿真图3、实验过程：我参与了电路搭建的工作，按照电路图将元件连接好后，输入信号465KHz，在示波器示波器显示出有抖动的波形，刚开始我们只是调节中周，但是波形依旧在抖动，无法