有源模拟低通滤波器的设计与分析毕业设计

《有源模拟低通滤波器的设计与分析毕业设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、有源模拟低通滤波器的设计与分析毕业设计目录摘要IAbstractII1.引言11.1.课题设计的意义11.2.国内外研究现状11.3.毕业设计所用的方法22.滤波器的基本知识32.1.滤波器的基本概念32.2.滤波器的分类42.3.滤波器的类型62.4.滤波器的特性62.5.滤波器的选取72.6.模拟滤波器72.7.数字滤波器73.电路设计83.1.有源低通滤波器的典型结构83.1.1.一阶有源低通滤波器的典型结构83.1.2.二阶有源低通滤波器的典型结构93.2.有源滤波器的特性分析103.2.1.一阶有源滤波器特性分析

2、103.2.2.二阶有源滤波器特性分析113.3.低通有源滤波器的设计123.3.1.设计要求123.3.2.设计电路分析123.3.3.选择运放153.3.4.电路设计153.3.5.理论计算164.Multisim分析19374.1.软件简介194.2.验证通频带放大倍数194.3.频率特性分析254.3.1.用波特图示仪测试频率特性254.3.2.用交流分析法测试频率特性274.3.3.用参数扫描分析法测试频率特性28结束语32参考文献33致谢34附录35371.引言1.1.课题设计的意义滤波器作为一种基本的功能电路

3、，而且是一种具有频率选择功能的电路，它能使有用的频率信号通过抑制或衰减，将不需要传送频率范围内的信号滤去。它是一种用来消除干扰信号的器件，将输入或输出经过过滤而得到所选择的频率；对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电路，其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频率。它的主要作用是：让有用信号尽可能无衰减的通过，对无用信号尽可能大的衰减。实际工程上常用它来进行信号处理、数据传送和抑制干扰等，目前在通信、声纳、测控、仪器仪表、航空航天，天线以及电力系统载波通信电路，电子测量系统等领域中都有着广泛的应用。而且在这些系

4、统中，不管是数字电子系统还是模拟电子系统，模拟滤波器在预处理电路中几乎是必不可少的。1.2.国内外研究现状凡是有能力进行信号处理的装置都可以称为滤波器，在近代电信设备和各类控制系统中，滤波器应用极为广泛；在所有的电子部件中，使用最多，技术最为复杂的要算滤波器了。滤波器的优劣直接决定产品的优劣，所以，对滤波器的研究和生产历来为各国所重视。1917年美国和德国科学家分别发明了LC滤波器，次年导致了美国第一个多路复用系统的出现。20世纪50年代无源滤波器日趋成熟。自60年代起由于计算机技术、集成工艺和材料工业的发展，滤波器发展上

5、了一个新台阶，并且朝着低功耗、高精度、小体积、多功能、稳定可靠和价廉方向努力，其中小体积、多功能、高精度、稳定可靠成为70年代以后的主攻方向。导致RC有源滤波器、数字滤波器、开关电容滤波器和电荷转移器等各种滤波器的飞速发展，到70年代后期，上述几种滤波器的单片集成已被研制出来并得到应用。80年代，致力于各种新型滤波器的研究，努力提高性能并逐渐扩大应用范围。90年代至现在主要致力于把各类滤波器应用于各类产品的开发和研制。当然，对滤波器本身的研究仍在不断进行。37我国广泛使用滤波器是50年代后期的事了，当时主要用于话路滤波和报

6、路滤波。经过半个世纪的发展，我国滤波器在研制、生产和应用等方面已纳入国际发展步伐。但由于缺少专门的研制机构，集成工艺和材料工业跟不上来，使得我国许多新型滤波器的研制应用与国际发展有一段距离。总之，由RC有源滤波器为原型的各类变种有源滤波器去掉了电感器，体积小，Q值可达1000，克服了RLC无源滤波器体积大，Q值小的缺点。但它仍有许多课题有待进一步研究：理想运放与实际特性的偏差的研究；由于有源滤波器混合集成工艺的不断改进，单片集成有待进一步研究；应用线性变换方法探索最少有源元件的滤波器需要继续探索；元件的绝对值容差的存在，影

7、响滤波器精度和性能等问题仍未解决；由于R存在，集成占芯片面积大，电阻误差大（20%～30%），线性度差等缺点，使大规模集成仍然有困难。尽管有这么多问题，RC有源滤波器的理论和应用仍在持续发展中。1.1.毕业设计所用的方法①首先对滤波器的基本概念、分类、类型、设计、选取、应用等内容有所了解；②根据设计要求先分析一阶和二阶低通滤波电路典型结构的特性，再设计一个高阶低通滤波电路；③再根据所设计指标选取运放，以及电路原理图的总设计；④再对搭建好的电路原理图进行理论计算；⑤最后通过Multisim7软件进行频率特性分析，并验证理论计

8、算的正确性。37河南城建学院本科毕业设计（论文）2.滤波器的基本知识1.滤波器的基本知识1.1.滤波器的基本概念滤波器的功能就是允许某一部分频率的信号顺利的通过，而另外一部分频率的信号则受到较大的抑制，它实质上是一个选频电路。滤波器中，把信号能够通过的频率范围，称为通频带或通带；反之，信号受到很大衰减或