《有源低通滤波器的设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《有源低通滤波器的设计.docx（7页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、一、绪论31、需求分析32、滤波器的功能及分类33、滤波器的用途3二、设计内容及要求4三、有源低通滤波器原理分析41、频域分析法42、参数选择53、实验原理图6四、实验数据表格及幅频特性曲线 71、实验数据表格72、幅频特性曲线7五、实验结果及误差分析8六、结束语8七、引用文献8一、绪论1. 需求分析：测量和分析工程信号时，往往只需对特定频率或者特定频率范围 的信号进行测量和分析，但在实际工程信号中，往往包含各种各样的干扰信号或 者说是人们不感兴趣的信号。为了消除这些信号所产生的不良影响，人们最先想 到的就是利用一个理想的低通滤波器，将这些干扰信号全部剔除。但理想低通滤 波器仅在理论上存在，实
2、际设计和应用的低通滤波器只能尽可能地逼近理想的低 通滤波器。2. 滤波器功能及其分类：2.1滤波器的功能：对频率进行选择，过滤掉噪声和干扰信号，保留下有用信 号。有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的放大器。2.2滤波器的分类：低通滤波器（LPF）高通滤波器（HPF）带通滤波器（BPF）带阻滤波器（BEF）3. 滤波器的用途：滤波器主要用来滤除信号中无用的频率成分，例如，有一个较低频率的信号， 其中包含一些较高频率成分的干扰，可以让该信号通过低通滤波器滤除其中的高 频成分。二、设计内容及要求设计二阶有源低通滤波器，要求截止频率fH = 1500Hz ;带通内电压放大倍数Aup = 2，品质因
3、数Q T0。三、有源低通滤波器原理分析1、频域分析如下图1所示，此电路的传递函数为A up R R1 2匕(S(上 + sC + 0 + )sC + sC (1 -A ) + 0 1upR 1 R 2 R 2A1 up RRCC RS 2 + 1S +C 1不妨令q=R =R可得A1up R 2 CC3A1 21 S 2 Hup s +RC R 2 CC2可知A = 1 + %upR01=0 R*C C%1 2RCQ =3 - A0up2、参数选择按课题要求：Aup= 20 = 2听=2兀 *1500Hz 汩 9420 rad / sQ = 10确定参数：值不宜太大，即C 1|1 F, R选在
4、0MQ.范围内综合以上要求，选择q = 0.1|iF，则C =C=C=0.01C = 0.001 F2 Q2(3 - A )2 102(3 - 22)1111 2 s C C 9420(001* C 0、1 21为了减少偏置电流和漂移取R0= 36kQ，则Rf = (A -1) R0 = (2 -1) R00 = 36 kQ2、有源低通滤波器原理图如下:11卜 100nF5图1有源低通滤波器原理图图2实验电路板实验数据表格及幅频特性曲线1、实验数据表格输入信号 电 压 U1/mV44444444444444444444输入信 号频率 f/KHz0.40.9481.7632.574.236.59
5、14.391824.530输出信 号幅值 U2/mV91.591.89265.06321642.71.80.52、幅频特性曲线-2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32f-输入信号频率五、实验结果及误差分析由数据表格可知实验测得的截止频率f1=2.57kHZ，而理论计算的截止频率 f0=1.5kHZ；由实验曲线也可知实测曲线与理论曲线也并不是很好的重合，造成 以上误差的原因主要有以下几方面：1、电路板上原件的阻值与实际的阻值有一点误差，得到的结果有不同。2、电路板焊接时对元器件有了一点影响。3、读数时有偏差，连接示波器时的元件的具体频率值与电阻值都直接取了整数， 并不是原来的那个值。因此在具体周期的计算值上也有不同。4、焊接点与线也有一定的电阻。六、结束语从前面的分析及计算可以看出，本课题得到了一种有源低通滤波器特征频率 及放大倍率的实用计算公式，通过适当的参数选取可以得到一定倍率、一定特征 频率的有源低通滤波器，并具有良好的幅频与相频特性。七、引用文献测控电路第三版天津大学张国雄主编自动控制理论第三版机械工业出版社夏德铃 翁贻方编著模拟电子技术基础第四版高等教育出版社童诗白华成英主编
