电子课程设计---有源高通滤波器设计

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1、电子技术课程设计说明书题目有源高通滤波器设计系(部)电子信息与电气工程系专业(班级)光电2班姓名学号指导教师起止日期2015.6.1-2015.6.5模拟电子技术课程设计任务书系（部）：电子信息与电气工程系专业：光电信息工程指导教师：龙英课题名称有源高通滤波器设计设计内容及要求1.技术参数设计一个能阻挡低频信号，输出高频信号的有源高通滤波电路；2.设计要求（1）举例说明所设计的有源高通滤波器的广泛应用，并熟悉芯片LM741EN的各引脚功能，以及其应用。简要说明电路的工作原理。（2）计算并选择电路元件及参

2、数；（3）仿真调试电路；（4）撰写设计报告及使用说明书。设计工作量1、系统整体设计；2、系统设计及仿真；3、在Multisim或同类型电路设计软件中进行仿真并进行演示；4、提交一份完整的课程设计说明书，包括设计原理、仿真分析、调试过程，参考文献、设计总结等。进度安排起止日期（或时间量）设计内容（或预期目标）备注第一天课题介绍，答疑，收集材料第二天设计方案论证第三天进行具体设计第四天进行具体设计第五天编写设计说明书指导老师意见年月日教研室意见年月日14长沙学院课程设计鉴定表姓名学号专业光电信息科学与工程班

3、级2班设计题目有源高通滤波器设计指导教师指导教师意见：评定成绩：教师签名：日期：答辩小组意见：评定成绩：　　　　　答辩小组长签名：　　　　　日期：　　　　教研室意见：最终评定等级：　　　　　教研室主任签名：　　　　　日期：　　　　说明课程设计成绩分“优秀”、“良好”、“中等”、“及格”、“不及格”五等。14目录一、有源高通滤波器的广泛应用5二、LM741EN芯片引脚功能及其应用5LM741芯片引脚和工作说明：5三、有源高通滤波电路介绍及其工作原理61.滤波电路62.集成运放电路和反馈电路63.二阶有源高

4、通电路框架图：8四、有源高通滤波电路的设计8（1）设计方案8（2）元器件参数计算和选择（截止频率的选定）8（3）对设计的电路进行仿真调试10①仿真电路10②波特图幅频特性10③波特图相频特性11④输入波形与输出波形比较（红色为输入波形，蓝色为输出波形）11五、有源高通滤波电路的扩展和改良13四阶有源高通滤波电路13利用记录仪观察波形数据13六、实训总结14七、参考文献1414一、有源高通滤波器的广泛应用滤波器是减少或消除谐波对电力系统影响的电气部件，广泛应用于电力系统、通信发射机与接收机等电子设备中，它

5、能减弱或消除谐波的危害，对无用信号尽可能大的衰减，让有用信号尽可能无衰减的通过，从而纠正信号波形畸变。所以，无论信号的获取、传输，还是信号的处理和交换都离不开滤波技术。在近代电信设备和各类控制系统中，滤波器应用极为广泛，尤其是有源高通滤波器。它在通讯、声纳、测控、仪器仪表等领域中有着广泛的应用，有源高通滤波器的优劣直接决定产品的优劣。所以研究滤波器，具有重大意义。二、LM741EN芯片引脚功能及其应用LM741EN是一种应用非常广泛的通用型运算放大器。这类单片硅集成电路器件提供输出短路保护和闭锁自由运作

6、。具有广泛的共同模式，差模信号范围和低失调电压调零能力与使用适当的电位。由于采用了有源负载，所以只要两级放大就可以达到很高的电压增益和很宽的共模及差模输入电压范围。电路采用内部补偿，电路比较简单不易自激，工作点稳定，使用方便，而且设计了完善的保护电路，不易损坏。可广泛应用于各种数字仪表及工业自动控制设备中。LM741EN引脚图LM741芯片引脚和工作说明：1和5为偏置(调零端)2为正向输入端3为反向输入端4接地6为输出7接电源8空脚14一、有源高通滤波电路介绍及其工作原理有源高通滤波电路能传送输入信号中

7、有用的频率成分，衰减或抑制无用的频率成分，并对有用的频率成分具有一定的电压放大作用。有源高通滤波电路包括：滤波电路、集成运放和反馈电路三个部分。其中滤波电路能有效滤除无用频率信号成分，保留有用频率信号成分。集成运放和反馈电路使电路具有一定的电压放大作用，使电路滤波特性趋于理想。1.滤波电路根据放大电路的频率响应，由于电抗元件及半导体管极间电容的存在，当输入信号频率过低或过高时，导致放大倍数数值变小，产生超前或滞后的相移。而对于高通滤波电路，当信号频率较低时，耦合电容和发射极电容很大，分压作用不可忽略。由

8、于耦合电容的存在，对信号构成了高通电路，即对于频率足够高的信号电容相当于短路，信号几乎毫无损失地通过；而当信号频率低到一定程度时，电容的容抗不可忽略，信号将在其上产生压降，从而导致放大倍数的数值减小且产生相移。RC网络在电路中起着重要的作用，滤掉不需要的信号，这样在对波形的选取上起着至关重要的作用，通常主要由电阻和电容组成。其中，高通滤波电路又分为一阶、二阶和高阶，而高阶滤波电路可以由低阶滤波电路级联而成。其中一阶滤波器电路最简单，但带外传