RC有源滤波器的设计.doc

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1、明达职业技术学院实训(实践)报告2010－2011学年度第二学期　信息工程　系应用电子技术专业班级09应用电子技术学号课题名称RC有源滤波器的设计学生姓名朱兆云指导教师卜令涛　　　　　　　　2011年6月24日明达职业技术学院课程设计(论文)任务书　信息工程　系　　应用电子　　专业　班级　09应电　姓名　朱兆云　　　学号课题名称：RC有源滤波器的设计和制作课题主要内容、意义：设计制作一个截止频率fH=200HZ，AV=2，Q=10，衰减速率为-40DB/十倍频程的低通滤波器。课题研究思路、方法和要求：利用集

2、成运放与RC元件组成有源滤波电路。要求：截止频率fH=200HZAV=2，Q=10，衰减速率为-40DB/十倍频程的低通滤波器。课题研究计划：第一周，查找资料，论证设计方案；设计电路并罗列需要的元器件及工具设备并熟悉将要使用的设备。第二周，申领工具设备及元器件，安装调试设计的电路，测量参数；撰写论文。指导教师意见：指导教师（职称）：20　年月日系部意见：系主任签字：（系盖章）20　年月日[摘要]：本文介绍了由RC与运算放大器组成的源滤波器其功能是让一定频率范围内的信号通过，抑制或急剧衰减此频率范围以外的信号

3、，因受运算放大器带宽限制，这类滤波器仅适用于低频范围。1、有源滤波电路实际上是利用无源滤波网络再加放大器把滤波网络与负载隔离。滤波网络一般为RC网络。按RC网络的结构可分为低通，高通，带通与带阻四种不同的滤波特性。应用时应根据有用信号、无用信号、和干扰信息所占频段来合理选择滤波器的类型。2、有源滤波电路通常用传递函数来分析，主要性能指标有通带电压放大倍数Aup、通带截止频率fp、带宽B和品质因素Q等。3、有源滤波电路一般均引入负反馈，集成运放工作为线性区，分析方法基本同运算电路。在有源滤波电路中常常引入适当

4、的正反馈，主要目的是补偿不会产生fo附近的频带，只要参数选择适当，一般[关键词]：RC运算放大器低通滤波器自激振荡。一、方案选择与论证1、设计要求1）设计RC低通滤波器电路，计算电路元件参数，拟定测试方案和步骤；2）测量并调整静态工作点；3）测量技术指标参数；4）测量有源滤波器的幅频特性；5）写成设计实验报告。2、课题主要内容设计制作一个截止频率fH=200HZ，AV=2，Q=10，衰减速率为-40DB/十倍频程的低通滤波器。3、课题研究思路、方法和要求利用集成运放与RC元件组成有源滤波电路。要求：截止频率

5、fH=200HZAV=2，Q=10，衰减速率为-40DB/十倍频程的低通滤波器。4、方案选择滤波器在通信测量和控制系统中得到了广泛的应用。一个理想的滤波器应在要求的频通内具有均匀而稳定的增益，而在通带以外则具有无穷大的衰减。然而实际的滤波器距此有一定的差异，为此人们采用各种函数来逼近理想滤波器的频率特性。用运算放大器和RC网络组成的有源滤波器具有许多独特的优点。因为不用电感元件，所以免除了电感所固有的非线性特性、磁场屏蔽、损耗、体积和重量过大等缺点。由于运算放大器的增益和输入电阻高，输入电阻低，所以能提供一

6、定的信号增益和缓冲作用，这种滤波器的频率范围约为10-3Hz~106Hz,频率稳定度可做到（10-3~10~10-5）/摄氏度，频率精度为+（3~5）%，并可用简单的级联来得到高阶滤波器且调谐也很方便。滤波器的设计任务是根据给定的技术指标选定电路形式和确定电路的元器件。滤波器等的技术指标有通带和阻带之分，通带指标有通带的边界频率（没有特殊的说明时一般为-3dB截止频率），通带传输系数。阻带指标为带外传输系数的衰减速度（即带沿的陡变）。（1）元器件的选择一般设计滤波器时都要给定截止频率fc(ωc)带内增益Av

7、，以及品质因数Q（二阶低通或高通一般为0.707）。在设计时经常出现待确定其值的元件数目多于限制元件取值的参数之数目，因此有许多个元件均可满足给定的要求，这就需要设计者自行选定某些元件值。一般从选定电容器入手，因为电容标称值的分档较少，电容难配，而电阻易配，可根据工作频率范围按照表1初选电容值。表1.滤波器工作频率与滤波电容取值的对应关系f(1~10)Hz(10~102）Hz(102~103）Hz（1~10）KHz(10~103）KHz(102~103）KHzC(20~10)F(10~0.1）uF(0.1~

8、0.01)uF(104~103）pF(103~102）pF(102~10）pF电阻的选择根据参数计算得的结果和市场上所出售的请况而选择，见附录清单。电容的选择根据电阻的确定和规定的截止频率而选择，见附录清单。运放的选择本电路选择了八管脚的UA741单运放。其管脚图如下，Ua741管脚图uA741内部原理图（2）原理框图RC网络反馈网络放大器RC有源滤波总框图二、各单元电路的设计1、单元电路的设计(1）低通滤波器二