有源低通滤波器报告.doc

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1、电气工程学院电子测量课程设计设计题目：　有源低通滤波器学　　号：　10291094姓名：杨黎同组人：杨从鹏指导教师：关宇老师设计时间：2012年11月设计地点：电气学院实验中心13电子测量课程设计成绩评定表姓名杨黎学号10291094课程设计题目：有源低通滤波器课程设计答辩或提问记录：成绩评定依据：课程设计预习报告及方案设计情况（30％）：课程设计考勤情况（15％）：课程设计调试情况（30％）：课程设计总结报告与答辩情况（25％）：最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字：年月日13电子测量课程设计任务书学生姓名：杨黎指导教师：关

2、宇一、课程设计题目：设计一个有源低通滤波器二、课程设计要求要求截止频率为20k赫兹元器件①运算放大器LM324二片；②9012三极管；③9013三极管；④电阻若干；⑤电容若干；考核标准①预习方案报告；②独立设计；③独立调试；④验收；⑤设计报告；（含PCB图、原理图）三、进度安排1．时间安排序号内容学时安排（天）1方案论证和系统设计12完成电路仿真，写预习报告13电路调试24写设计总结报告与答辩1合计5设计调试地点：电气楼4102．执行要求课程设计共5个选题，每组不得超过2人，要求学生在教师的指导下，独力完成所设计的详细电路（包括计算和器件选型）。严

3、禁抄袭，严禁两篇设计报告雷同。13目录第一章系统方案设计第二章仿真第三章电路调试第四章结论第五章心得体会与建议13第一章系统方案设计1、有源低通滤波电路基本概念滤波电路的作用就是允许某段频率范围内的信号通过，而阻止或削弱其他频率范围的信号。有源滤波电路由电阻、电容和集成运算放大器组成，又称为有源滤波器。有源滤波器能够在滤波的同时还能对信号起放大作用，这是无源滤波无法做到的。根据滤波电路通过或者阻止信号频率范围不同，可将滤波电路分为低通、高通、带通河带阻电路。2、有源低通滤波电路的组成和实验原理一阶有源低通滤波电路是一个一级RC低通电路的输出端再加上

4、一个电压跟随器，使之与负载很好的隔离开来。由于电压跟随器的输入阻抗很高，输出阻抗很低，因此，其带负载的能力得到了加强。若要求此电路不仅有滤波功能，并且可以起到电压放大作用，则只需要将电路中的电压跟随器改为同相比例放大电路即可，如下图13有源低通滤波一阶电路图通带电压增益等于同相比例放大电路的电压增益，根据RC低通电路的分析结果得到，特征角频率，分母为一次幂故此电路称为一阶有源低通滤波电路。按照理论系统的幅频响应为，这里的就是-3dB的截止角频率。从图像看出，一阶滤波器的滤波效果不好，它的衰减率只是-20dB/十倍频程，若要求响应曲线-40或-60/

5、dB十倍频程，则需要采取二阶或三阶滤波电路。二阶有源低通滤波电路由两个RC环节和同相比例放大电路构成，电路如图所示。13有源低通滤波二阶电路图其通带电压放大倍数即为同相比例放大电路的放大倍数：其传递函数：其中：Wo=1/RC截止角频率，它是二阶低通滤波器通带与阻带的界限频率。为品质因数，它的大小影响低通滤波器在截止频率处幅频特性的形状。不同Q值的有源低通滤波电路的幅频特性曲线13通过分析可知：当信号频率大于截止频率时信号的衰减率只有20dB/十倍频。而且在截止频率附近，有用信号也受到衰减。二阶有源低通滤波电路衰减可以达到40dB/倍频。而且在截止频

6、率附近，有用信号可以得到一定提升。如果Q=0.707时，滤波器的幅频特性最为平坦；如果Q>0.707时,幅频特性将出现峰值。3、有源低通滤波器的运放课程设计用的放大器是LM324，LM324是四运放集成电路,它采用14脚双列直插塑料封装,外形如图所示。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器,除电源共用外,四组运放相互独立。13第二章仿真一、电路的PCB图绘制原理图及PCB制版采用的环境是ｐｒｏｔｅｌ　９９　ＳＥ。1.原理图2.电气规则校验（ERC校验）133.元件清单原件封装均采用常用的封装方式。两个运放分别使用DIP8，无极电容的封装采用ＲＡＤ

7、　０．２，电阻的封装采用ＡＸＩＡＬ　０．４。134.网络表[C1RAD0.21nF][C2RAD0.21nF][C3RAD0.21nF][C4RAD0.21nF][R1AXIAL0.46.1k][R2AXIAL0.46.1k][R3AXIAL0.46.1k][R4AXIAL0.46.1k][R5AXIAL0.462k][R6AXIAL0.410k][R7AXIAL0.420k][R8AXIAL0.424.7k][R9DIP8OPAMP][R10DIP8OPAMP](GNDC1-1)13(NetC1_2C1-2R1-1R9-2)(NetC2_2C2-

8、2R3-2R6-2R9-3)(NetC3_1C3-1R8-1R10-3)(NetC4_2C4-2R4-1R10-2)(Ne