带通滤波器的设计和仿真

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1、 带通滤波器的设计和仿真带通滤波器的设计和仿真学院 信息学院 姓名 吴建亮 学号 201203090224 班级 电信 1202 时间 2014 年 10 月 1.1.设计要求设计要求设计带通为 300Hz10KHz 的带通滤波器并仿真。2.2.原理与方案原理与方案2.12.1工作原理：工作原理： 带通滤波器的作用是只允许在某一个通频带范围内的信号通过，而比通频带下限频率 低和比上限频率高的信号均加以衰减或抑制，本实验通过一个 4 阶低通滤波器和一个 4 阶 高通滤波器的级联实现带通滤波器。2.22.2总体方案总体方案易知低通滤波电路的截止角频率 H大于高通滤波电路的截止角频率 n，两者覆盖的

2、通带就提供了一个带通响应。先设计 4 阶的低通滤波器，截止频率，1A0z10ffckHH选取第一级高通滤波器的,第二级的高通滤波器的。541. 01Q306. 12Q主要参数：电容则,p10002FC 基准电阻，5 .15945f212c0CR，取标称值 2400pF，FCAQCp2341)1 (400112,取标称值 14.7k，147092010 1AQRR，取标称值 14.7k，kRAR7 .14102，取标称值 7.32k，7354)1 (2010 3AQRR,取标称值 6.04k，60932020 4AQRR，kRAR04. 6405,取标称值 0.013F,FCAQCp13645)

3、1 (440232,取标称值 3.01，3046)1 (2020 6AQRR同理，设计一个 4 阶高通滤波器，通带增益，截止频率，选取1A0z300ffcHL第一级高通滤波器的,第二级的高通滤波器的。541. 03Q306. 14Q主要参数如下：电容，FCCC033. 00105，kR08.16Cf210C0，取标称值 10k，kAQRR9 . 9)/12(030 7，取标称值 27k，kAQRR1 .26)21 (0308，取标称值 3.9k，kAQRR10. 4)/12(040 9，取标称值 62k。kAQRR98.62)21 (040103 3 电路设计电路设计图 3-1 高通滤波器图

4、3-2 低通滤波器如上图 3-1 与图 3-2 所示为滤波器的电路，函数信号发生器生成信号经过级联在一起的 4 阶低通、高通滤波器后完成滤波。4 4 仿真、分析仿真、分析图 4-1,图 4-2,图 4-3 为频率分别为 300Hz、1kHz 与 10kHz 时的示波器波形显示，其 输入的正弦信号的幅值均为 2V，滤波器的仿真结果符合预期结果。图 4-1 时滤波器仿真结果Hz300f 图 4-2 f=1000Hz 滤波器仿真结果图 4-3 f=10kHz 滤波器仿真结果图 4-4 下限截止频率图 4-5 上限截止频率图 4-6 通带频率 电路的波特图如图 4-4，图 4-5，图 4-6 所示。从

5、表 4-1 和图 4-4 所仿真结果看，滤波器通带范围理论值在，且在z7 . 9z310kHH 通带范围内增益较为稳定,在 1 左右。0Af/Hz50100200250280300310330360/VoppV0.0010.0230.3730.9071.2671.3751.5321.6301.877f/Hz4005001000200030004000500060007000/VoppV2.0452.0872.1722.0391.9851.9771.9801.9621.914f/kHz88.28.599.39.7101112/VoppV1.8281.8201.7951.6501.6091.512

6、1.4351.1810.868表表 4-1 有源滤波器仿真测试结果有源滤波器仿真测试结果从表 4-1 和图 4-4 所仿真结果看，滤波器通带范围理论值在，且在z7 . 9z310kHH 通带范围内增益较为稳定,在 1 左右。0A5 5 总结总结用 LC 网络组成的无源带通滤波器在低频范围内有体积重量大，价格昂贵和衰减大等缺 点，而用集成运放和 RC 网络组成的有源带通滤波器则比较适用于低频，此外，它还具有一 定的增益，且因输入与输出之间有良好的隔离而便于级联。利用有源带通滤波器可以突出 有用频率的信号，衰减无用频率的信号，抑制干扰和噪声，以达到提高信噪比或选频的目 的，因而有源滤波器被广泛应用于通信、测量及控制技术中的小信号处理，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，故有源带通滤波器还兼有放大与缓冲作 用。本次实验通过有源 4 阶带通滤波器的设计，了解了一系列滤波器的知识，同时能熟练 掌握 multisim 的应用，收获颇丰。