二阶有源高通滤波器地设计

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1、※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※2011级通信工程模拟电子技术课程设计模拟电子技术课程设计报告书课题名称二阶有源高通滤波器的设计姓名***学号****院、系、部通信与电子工程学院专业****指导教师***2012年12月21日9一、设计任务及要求：设计任务：设计一个二阶有源高通滤波器。要求：1.独自设计一个下限截止频率为20kHz二阶有源高通滤波器；2.采用Multisim仿真电路，验证和完善设计方案；3.写出设计报告；指导教师签名：年月日二、指导教师评语：指导教师签名：年月日三、成绩：验

2、收盖章年月日9二阶有源高通滤波器的设计1设计目的（1）熟悉二阶有源滤波电路幅频特性和相频特性。（2）掌握二阶有源滤波电路的快速设计方法。（3）掌握二阶有源滤波电路的调试及其幅频特性和相频特性的测试方法。2设计思路设计一个下限截止频率为20kHz的二阶有源高通电路：选择合适的运算放大器以及合适的电容电阻，并使之构成完整的电路图。3设计过程二阶有源高通滤波器由直流稳压电源电路，二阶高通滤波器电路组成，总设计图如图1所示：输出信号源二阶高通滤波器图1总体框图3.1方案论证根据设计任务要求设计一个二阶高通滤波电路

3、，频率高于20KHz的信号可以通过，而信号低于20KHz的信号衰减。由输出量与输入量之比为传递函数即式中9电路中既引用了正反馈，又引入了负反馈。当信号频率趋于零时，反馈很弱；当信号趋于无穷大时，由于RC的电抗很大，因而Up(s)趋于零。所以，只要正反馈引入得当，就既可能在f=f0时使电压放大倍数数值增大，又不会因为负反馈过强而产生自激振荡。同相输入端电位控制由集成运放和R1,R2组成的电压源，故称为压控电压滤波电路。同时该电路具有减少、增益稳定、频率范围宽的优点。电路中C、R构成反馈网络。3.2电路设计（

4、1）设计原理二阶高通滤波器的特点是，只允许高于截止频率的信号通过。二阶高通滤波器的理想物理模型如图2所示图2二阶高通滤波器的理想物理模型（2）设计分析二阶有源高通滤波电路图如图2所示，由图可见，它是有两节RC滤波电路和同相比例放大电路组成，其特点是输入阻抗高，输出阻抗低。二阶有源高通滤波电路：a.通带增益b.传递函数c.频率响应令9则可得出频响表达式(3)参数计算电容器、的容量应在纳法数量级上，电阻的阻值应在几百千欧以内。现选择电容大小C1=C2=5nF，则根据公式可得：R=R=1/（2*π*fL*C）=

5、1/(2*3.14*20000*0.000000005)=1.59千欧，选择电阻1.66千欧.与计算值有一点误差，所以，可能导致截止频率比20KHz稍有偏差。所以选择：R=R=1.66千欧，C1=C2=5nF，Rf=5千欧，R1=10千欧，则：A0=1+Rf/R1=1.5（符合<3,能稳定工作）4仿真与结果(1)组装二阶有源滤波电路。其中R=R=1.66千欧Rf=5千欧，R1=10千欧C=C1=C2=5nF(2)仿真电路图如图39图3仿真电路图（3）波特仪显示结果如图4所示图4仿真结果由图4可知，此电路对

6、20KHz以下的信号具有一定的过滤作用，对20kHz以上的信号可以完全通过。此外，由于受运放增益带宽积为有限值的影响，高通滤波器的幅频响应有所下降。（4）输入信号为30kHz，10V时示波器显示结果如图5所示9图5输入信号为30kHz，10V时示波器显示结果(5)当输入信号为100Hz，10V时示波器显示结果如图6所示图6输入信号为100Hz，10V时示波器显示结果9根据图5和图6的对比可知，此电路对20KHz以上的信号可以通过，对20KHz以下的信号具有一定的抑制作用。5主要仪器与设备函数信号发生器一个

7、。两个5nf的电容。两个1.66千欧的电阻，一个5千欧的电阻，一个10千欧的电阻。运算放大器一个。示波器一个。波特仪一个。6设计体会与建议6.1设计体会本次课程设计让我们了解了滤波器的工作原理以及分类，也让我们熟悉了函数发生器与示波器，接触并学会用Multisim10.0进行仿真，强化了我对解决实际电路设计问题。培养了我们独立思考、认识问题、解决问题的能力。这次课程设计，第一次接触Multisim10.0,这使我在这次设计中遇到的难题层出不穷，明白了理论与实际的差距，，让我感觉到了自己各方面知识的匮乏以及

8、经验的不足，明白在以后的学习中，要注意理论与实际的结合，勤于动手。6.2对设计的建议这次课程设计，由于理论知识的不足，再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱，不知从何入手。在我们初次接触课程设计的时候，由于是第一次接触，老师就是我们的引路人，老师的指导让我们能够有一个明确的目的和方向，从而效率就能够得到提高，这样我们就会有更充足的时间去学习其他知识，让自己的知识面更广泛。当然空洞的理论是永远也比不上实际技能的掌握