二阶有源高通滤波器的设计说明书.doc

PAGE  . . ※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※ ※※※※※※※※※ 2011级通信工程 模拟电子技术课程设计 模拟电子技术课程设计报告书 课题名称 二阶有源高通滤波器的设计姓 名 ***学 号 ****院、系、部通信与电子工程学院专 业****指导教师*** 2012年 12 月21 日 一、设计任务及要求： 设计任务： 设计一个二阶有源高通滤波器。 要 求： 1. 独自设计一个下限截止频率为20kHz二阶有源高通滤波器； 2.采用Multisim仿真电路.验证和完善设计方案； 3. 写出设计报告； 指导教师签名： 年 月 日 二、指导教师评语： 指导教师签名： 年 月 日 三、成绩： 验收盖章 年 月 日二阶有源高通滤波器的设计 1 设计目的 （1）熟悉二阶有源滤波电路幅频特性和相频特性。 （2）掌握二阶有源滤波电路的快速设计方法。（3）掌握二阶有源滤波电路的调试及其幅频特性和相频特性的测试方法。 2 设计思路 设计一个下限截止频率为20kHz的二阶有源高通电路： 选择合适的运算放大器以及合适的电容电阻.并使之构成完整的电路图。 3 设计过程 二阶有源高通滤波器由直流稳压电源电路.二阶高通滤波器电路组成.总设计图如图1所示： 输 出 信号源 二阶高通滤波器 图1 总体框图 3.1方案论证 根据设计任务要求设计一个二阶高通滤波电路.频率高于20KHz的信号可以通过.而信号低于20KHz的信号衰减。由输出量与输入量之比为传递函数 即 式中 电路中既引用了正反馈.又引入了负反馈。当信号频率趋于零时.反馈很弱；当信号趋于无穷大时.由于RC的电抗很大.因而Up(s)趋于零。所以.只要正反馈引入得当.就既可能在f=f0时使电压放大倍数数值增大.又不会因为负反馈过强而产生自激振荡。同相输入端电位控制由集成运放和R1,R2组成的电压源.故称为压控电压滤波电路。同时该电路具有减少、增益稳定、频率范围宽的优点。电路中C、R构成反馈网络。 3.2电路设计 （1）设计原理二阶高通滤波器的特点是.只允许高于截止频率的信号通过。二阶高通滤波器的理想物理模型如图2所示 图2二阶高通滤波器的理想物理模型 （2）设计分析 二阶有源高通滤波电路图如图2所示.由图可见.它是有两节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。 二阶有源高通滤波电路： 通带增益 b.传递函数 c.频率响应 令 则可得出频响表达式 (3)参数计算 电容器、的容量应在纳法数量级上.电阻的阻值应在几百千欧以内。 现选择电容大小C1=C2=5nF.则根据公式可得： R=R=1/（2*π*fL*C）=1/(2*3.14*20000*0.000000005)=1.59千欧.选择电阻 1.66千欧.与计算值有一点误差.所以.可能导致截止频率比20KHz稍有偏差。 所以选择： R=R=1.66千欧.C1=C2=5nF.Rf =5千欧.R1=10千欧. 则：A0=1+Rf /R1=1.5 （符合3,能稳定工作） 4 仿真与结果 (1)组装二阶有源滤波电路。 其中R=R=1.66千欧 Rf=5千欧. R1=10千欧 C=C1=C2=5nF (2)仿真电路图如图3 图3仿真电路图 （3）波特仪显示结果如图4所示 图4仿真结果 由图4可知.此电路对20KHz以下的信号具有一定