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1、 2013级模拟电子技术课程设计说明书 高阶有源带通滤波器 课程设计评定意见指导老师评阅意见指导老师签字：指导老师评定成绩教研室意见教研室主任签字：模拟电子技术课程设计任务书学院：电气与信息工程学院 适应专业：自动化、电气工程及其自动化、通信工程、电子信息工程 指导教师学生姓名课题名称高阶有源带通滤波器内容及任务1、 设计任务 设计一种高阶RC有源带通滤波器电路,中心频率1KHZ,通频带800HZ1200HZ，通带内增益23倍。二、设计内容1、电路设计方案比较；2、电路参数分析计算和选择；3、单元电路设计并进行分析；4、实物制作；5、系统调试（使用的仪器、测试数据表）；6、撰写设计报告。拟达到
2、的要求或技术指标1、 基本要求与指标1、中心频率1KHZ,通频带800HZ1200HZ；2、通带内增益23倍； 二、扩展要求与指标1、幅频特性、相频特性曲线尽可能接近理想化；2、能采用另一种方案设计RC有源带通滤波器。进度安排起止日期工作内容2015.6.156.19下达任务书；针对课题任务书，收集资料。2015.6.206.21针对课题任务，进行电路设计与仿真。2015.6.226.23进行实物的制作与调试。2015.6.246.25进行说明书书写。2015.6.26实物答辩与说明书收集。主要参考资料1熊幸明.电工电子实训教程M.北京：清华大学出版社，2曹才开.电路与电子技术试验M.长沙：中
3、南大学出版社，3谢自美.电子线路设计实验测试（第三版)M.武汉：华中科技4康华光.电子技术基础模拟部分（第五版）M.北京：华中科技大学电子技术课程组编, 高等教育出版社，指导教师意见签名：年 月 日教研室意见签名：年 月 日模拟电子技术课程设计任务书学院：电气与信息工程学院 适应专业：自动化、电气工程及其自动化、通信工程、电子信息工程 指导教师学生姓名课题名称直流稳压电源内容及任务一、设计任务设计一个直流稳压电源，当输入为有效值220V的交流电压时，能产生12V、9V 、5V三组直流电压输出。二、设计内容1、电路设计方案比较；2、电路参数分析计算和选择；3、单元电路设计并进行分析；4、实物制作
4、；5、系统调试（使用的仪器、测试数据表）；6、撰写设计报告。拟达到的要求或技术指标2、 设计要求及技术指标1、要求输入电压为有效值220V、50HZ的市电交流电压，电源输出电压为12V、9V 、5V。2、最大输出电流为Iomax=500mA，纹波电压VOP-P5mV，稳压系数Sr5%。二、扩展要求与指标1、能显示电源输出电压值，00.0-12.0V； 2、要求有短路过载保护。进度安排起止日期工作内容2015.6.156.19下达任务书；针对课题任务书，收集资料。2015.6.206.21针对课题任务，进行电路设计与仿真。2015.6.226.23进行实物的制作与调试。2015.6.246.25
5、进行说明书书写。2015.6.26实物答辩与说明书收集。主要参考资料1熊幸明.电工电子实训教程M.北京：清华大学出版社，2曹才开.电路与电子技术试验M.长沙：中南大学出版社，3谢自美.电子线路设计实验测试（第三版)M.武汉：华中科技4康华光.电子技术基础模拟部分（第五版）M.北京：华中科技大学电子技术课程组编, 高等教育出版社，指导教师意见签名：年 月 日教研室意见签名：年 月 日 摘 要 滤波器在现实生活中非常重要，运用广泛，在电子工程、通讯工程、自动化控制等技术领域，经常需要用到各种各样的滤波器。随着集成电路的迅速发展，用集成运放可以很方便地构成各种滤波器。用集成运放实现的滤波器与其他滤波
6、器相比，稳定性和实用性等性能指标，有了很大的提高。滤波器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途，通过对滤波器的原理以及结构的认识设计一个通带为800Hz1200Hz，增益为23倍，中心频率为1000Hz的带通滤波器。确定设计方案，设计选用UA741芯片作为电路的放大器，计算出该方案需要的电阻、电容、运算放大器参数，再用Multisim对电路进行仿真，观察电路的幅频特性曲线，然后用AD软件制作带通滤波器电路板，制作完成后，再对电路板进行调试，误差分析，把理论值与测试值进行对比，在误差允许的范围内，证明此次设计的滤波器是成功的。最终得到一个满足课程设计的高阶有源带通滤波器。关键词：有源；带通；滤
7、波器；UA741；幅频特性曲线 目 录 1概述11.1带通滤波器的简介和功能11.2滤波器的传递函数与频率特性11.2.1二阶RC滤波器的传递函数11.2.2 滤波器的频率特性31.3 工作原理41.3.1高阶滤波器的工作原理41.3.2直流稳压电源的工作原理41.4 滤波器的主要特性指标51.4.1特征频率51.4.2增益与衰减51.4.3阻尼系数与品质因数52滤波器设计方案72.1高阶有源带通滤波器设计方案72.1.1设计思路72.1.2 确定设计原理图82.1.3二阶低通滤波电路92.1.4二阶高通滤波电路102.2 直流稳压电源的设计112.2.1直流稳压电源的工作原理112.2.2直
8、流稳压电源电路的选择与分析123设计电路元件参数计算133.1滤波器元件参数选取133.1.1二阶低通部分参数计算133.1.2二阶高通部分参数计算133.2直流稳压电源参数计算144仿真测试和数据分析154.1仿真原理电路图154.2幅频特性曲线分析154.3仿真误差分析165 PCB板的制作与调试18 5.1PCB排板18 5.2焊接与调试18 5.2.1仪器与设备18 5.2.2调试18 5.3误差分析19结束语20参考文献21致 谢22附 录23 附录A 元器件清单23 附录B 电路原理图24 附录C 电路PCB图25 附录D 实物图26 黄褐色，湿，软塑可塑，含少量粉粒，稍有光泽，无
9、摇振反应，干强度中等，分布于卵石层之上。稍密，该层有轻微摇震反应，干强度较差，部分地段接近与粉砂。部分地段分布，主要分布与砂卵石之上1概述1.1带通滤波器的简介和功能 滤波器是一种只传输指定频段信号，抑制其他频段信号的电路。 滤波器分为无源滤波器和有源滤波器两种： 无源带通滤波器：由电感L、电容C及电阻R等无源元件组成。 有源带通滤波器：有源滤波器一般由集成运放与RC网络构成，它具有体积小，性能稳等优点，同时由于集成运放的增益和输入阻抗都很高，输出阻抗很低，故有源滤波器还兼有放大和缓冲作用，利用有源滤波器可以突出有用频率的信号，衰减无用频率的信号，抑制干扰和噪声，以达到提高信噪比和选频的目的，
10、因而有源滤波器广泛应用于通信、测量及控制技术中的小信号处理。 从功能来看有源滤波器可分为：低通滤波器（LPF）、高通滤波器（HPF）、带通滤波器（BPF）、带阻滤波器（BEF）全通滤波器（APF）。1.2滤波器的传递函数与频率特性1.2.1二阶RC滤波器的传递函数 传递函数用来描述滤波电路的特性。传递函数是输出与输入信号电压和电流拉氏变换之比。对于任意复杂的滤波网络，均可分解为若干简单的一阶与二阶滤波电路级联构成。因为任意个线性网络级联后，总的传递函数等于各网络传递函数的乘积。高阶有源低通滤波电路如图1所示，由图可知，它是由两节RC滤波电路和同相比例放大电路组成，其特点是输入阻抗高，输出阻抗低
11、。 图1 二阶RC有源低通滤波电路 同相比例放大电路的电压增益就是低通滤波器的通带电压增益，即 。 （1） 考虑到集成运放的同相输入端电压为： (2) 电路中由KCL可得 (3) 由式（2），（3）联立得 （4） 令 (5) (6) 由（4），（5），（6）联立得二阶RC低通滤波器的传递函数为式（7）： （7） 同理可得二阶RC高通滤波电路的传递函数为式（8）；高阶有源高通电路如图2所示： （8） 带通滤波器的传递函数为式（9）；带通滤波电路电路如图3所示： （9） 图2 二阶RC高通滤波电路 图3 二阶RC有源带通滤波电路1.2.2 滤波器的频率特性模拟滤波器的传递函数表达了滤波器的输入与输出间的传递关系。若滤波器的输入信号是角频率为的单位信号，滤波器的输出会随输入信号频率的不同而变化，称为滤波器的频率特性。频率特性是一个复函数，其幅值称为幅频特性，其幅角表示输出信号的相位相对于输入信号相位的变化，称为相频特性。一般来说，滤波器的幅频特性越好，其相频特性越差，反之亦然。滤波器RC节数越多，电路调试越困难。低通滤波器的幅频特性曲线如图4所示，带通滤波器的幅频特性曲线如图5所示。高通滤波器的幅频特性曲线如图6所示，课程小组的这次课程设计，采用一个二阶低通滤波器串联一个二阶高通滤波器构成一个高阶带通滤
