四阶带通滤波器设计分析

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1、目录第一章设计题目……………………………………………………………………11.1设计任务……………………………………………………………………11.2设计要求……………………………………………………………………1第二章原理分析及参数计算………………………………………………………12.1总方案设计…………………………………………………………………12.1.1方案框图………………………………………………………………12.1.2原理图设计……………………………………………………………12.2单元电路的设计及参数计算…………………………

2、……………………22.2.1二阶低通滤波器………………………………………………………22.2.2二阶高通滤波器………………………………………………………32.3元器件选择…………………………………………………………………4第三章电路的组装与调试…………………………………………………………53.1MultiSim电路图………………………………………………………………53.2MultiSim仿真分析……………………………………………………………53.1.1四阶低通滤波器………………………………………………………53.1.2四阶高

3、通滤波器………………………………………………………53.1.3总电路图………………………………………………………………63.3实际测试结果………………………………………………………………6第四章设计总结……………………………………………………………………6附录…………………………………………………………………………………附录Ⅰ元件清单…………………………………………………………………附录ⅡProtel原理图……………………………………………………………附录ⅢPCB图（正面）…………………………………………………………附录ⅣP

4、CB图（反面）…………………………………………………………参考文献…………………………………………………………………………第一章设计题目1.1设计任务采用无限增益多重反馈滤波器，设计一四阶带通滤波器，通带增益A1，0f1kHz，f2kHz，设计方案如图1.1所示。LH图1.1四阶带通滤波器方案图1.2设计要求1.用Protel99画出原理图，计算各元件参数，各元件参数选用标称值；2.用Mutisum对电路进行仿真，给出幅频特性的仿真结果；3.在面包板上搭接实际电路，并测试滤波器的幅频特性；4.撰写设计报告。第二章设计方

5、案2.1方案设计2.1.1方案框图(如图2.1.1)ViVo二阶低通滤波器二阶低通滤波器二阶高通滤波器二阶高通滤波器图2.1.1四阶带通滤波器总框图2.1.2原理图设计本原理图根据结构框图组成了4个二阶滤波器，上面两个分别为f=2kHz，cQ=0.541，A=1的低通滤波器和f=2kHz，Q=1.306，A=1的低通滤波器；下面两c个分别为f=1kHz，Q=0.541，A=1的高通滤波器和f=1kHz，Q=1.306，A=1的cc高通滤波器，其中P1、P2、P3作为接线座用来接线，原理图如图2.1.2,具体参数计算见2.2节

6、。-1-图2.1.2四阶带通滤波器原理图2.2单元电路的设计2.2.1二阶低通滤波器二阶无限增益多重反馈低通滤波器的电路结构如图2.2.1所示。该滤波器电路是有R,C低通级以及R,C积分器级组成，这两级电路表现出低通特性。通1132过R的正反馈对Q进行控制。根据对电路的交流分析，求得传递函数H(s)为21RRCC1312Hs2s1111sCRRRRRCC11232312将上式与二阶低通滤波器传递函数2H0cHs22csscQ比较得图2.2.1二阶低通滤波器示意图1R2CC12H

7、Qc0CCRRRRRR2RRRR122312313223直接采用这三个公式来计算C,C,R,R,R的值是非常困难。为了简化运算步12123骤，先给C确定一个合适的值，然后令C=nC，式中n是电容扩展比，A为滤212波器直流增益幅度。可以从上述三个公式推得各电阻值的计算公式：-2-21+1-4Q1An1RRRAR121322cQCA2cRCC2122取n4Q(1A),上式可进一步简化为11RRRAR121322QCARCCc2c2121令R,可得到滤波器中各项参数的计算公式为0Cc2

8、2C124Q(1AC)R10R2QAR21ARR30R21QA由此可见，只要确定C的值，其余的参数可随之确定。2滤波器中各项参数的具体计算步骤是：a)决定C的容量，再用R12fC公式计算基准电阻R。选取C值为202c023300pF,则基准电阻R12f