带通滤波器设计实验报告
有源带通滤波器设计报告
有源带通滤波器设计报告一、引言在电子电路和信号处理中，滤波器是一种常用的电路组件，用于选择特定频率范围内的信号，并削弱或消除其他频率范围的信号。
本设计报告旨在介绍一个有源带通滤波器的设计过程和结果。
二、设计原理三、设计过程1.确定滤波器的频率范围：根据需要滤波的信号频率范围，选择适当的中心频率和带宽。
2.计算电阻和电容的值：根据所选的中心频率和带宽，使用标准的滤波器公式计算电阻和电容的值。
3.选择放大器：根据滤波器的要求和设计要求，选择适当的放大器。
常用的放大器类型有运算放大器和晶体管放大器。
4.连接电阻和电容网络：根据所计算得到的电阻和电容的值，将它们连接到放大器的适当位置。
5.确定输入和输出电阻：根据设计要求，确定输入和输出电阻的值。
这些电阻可以帮助匹配滤波器和外部电路的阻抗。
四、实验结果使用上述设计过程，我们成功设计并制作了一个有源带通滤波器。
该滤波器的中心频率为f0=1kHz，带宽为B=500Hz。
选用运算放大器作为滤波器的放大器。
实验结果显示，滤波器在中心频率附近的增益为20dB，且在带通范围内的其他频率上有明显衰减。
通过连接输入和输出电阻，滤波器与外部电路的阻抗匹配良好，没有信号反射或损耗。
五、结论本设计报告介绍了一个有源带通滤波器的设计过程和结果。
通过合理选择频率范围、计算电阻和电容值、选择适当的放大器，并匹配输入和输出电阻，我们成功设计了一个满足要求的滤波器。
该滤波器具有良好的增益特性和频率选择性能，能够滤除非感兴趣频率范围的杂散信号。
在实际应用中，这种滤波器可以用于音频处理、通信系统和传感器信号处理等领域。
带通滤波器设计实验报告
带通滤波器设计实验报告实验目的：设计一个带通滤波器，实现对特定频率范围内信号的滤波，同时保留其他频率成分。
实验原理：实验步骤：1.确定需要滤除的频率范围以及希望保留的频率范围。
2.选择合适的滤波器类型，例如椭圆滤波器、巴特沃斯滤波器等。
3.根据所选择滤波器的传输函数，计算出所需的电路元件数值。
4.使用电路设计软件，绘制出所需的滤波器电路图。
5.将电路图转化为实际的电路连接。
6.进行滤波器的测试。
实验结果：经过设计和制作，成功实现了一个带通滤波器。
我们选择了巴特沃斯滤波器作为滤波器类型，并确定了需要滤除的频率范围为1kHz到3kHz，希望保留的频率范围为500Hz到5kHz。
根据计算得出的电路元件数值，绘制了滤波器电路图，并成功制作出实际的电路连接。
在测试过程中，我们输入了包含多个频率成分的信号，并观察输出信号的波形。
结果显示，输入信号中属于1kHz到3kHz范围的频率成分被成功滤除，而属于500Hz到5kHz范围的频率成分则被保留下来。
实验讨论：然而，在实际应用中，滤波器的设计可能会面临一些挑战。
例如，设计过程中的元件误差、频率波动等因素都可能会对滤波器的性能产生影响。
因此，在实际应用中，对滤波器进行性能测试和调整是非常重要的。
此外，滤波器的性能指标也需要考虑。
例如，通带衰减、阻带衰减等参数都对滤波器的性能起着关键作用。
在设计带通滤波器时，我们应该根据具体需求选择合适的滤波器类型，并对性能参数进行合理的折中和调整。
结论：通过本次实验，我们成功设计并制作了一个带通滤波器，实现了对特定频率范围内信号的滤波。
带通滤波器在实际应用中具有广泛的用途，因此，对滤波器的设计和性能调整进行研究具有重要的意义。
希望通过这次实验可以对带通滤波器的设计和应用有更深入的了解。
带通滤波器的设计报告
带通滤波器的设计报告1.引言带通滤波器是一种电子电路，用于通过一定频率范围内的信号，而抑制超过该范围的信号。
在很多应用中，带通滤波器被用于选择或加强特定频率范围的信号，从而起到信号处理和频率分析的作用。
本报告将介绍带通滤波器的设计原理和步骤，并通过实际设计一个示例电路，进一步说明带通滤波器的应用和效果。
2.带通滤波器的基本原理带通滤波器通过将一个中心频率附近一定范围内的频率信号传递，而阻止低于和高于该频率范围的信号。
常见的带通滤波器包括：无源滤波器（如LC滤波器）、有源滤波器（如运算放大器滤波器）和数字滤波器（如数字信号处理器滤波器）等。
本报告将重点介绍一种常用的无源滤波器，即LC带通滤波器。
3.带通滤波器的设计步骤（1）确定中心频率和通带宽度：根据实际需求确定所需传递的频率范围，确定带通滤波器的中心频率和通带宽度。
例如，选择中心频率为10kHz，通带宽度为2kHz。
（2）计算所需的滤波器元件数值：根据所选中心频率和通带宽度的数值，结合滤波器设计公式，计算所需的电感（L）和电容（C）数值。
以LC带通滤波器为例，计算出所需电感和电容的数值。
（3）电路设计和模拟：根据计算结果，设计一个示例电路，并进行模拟分析和调试，以确认设计的有效性和滤波器的性能。
（4）电路实现和测试：根据设计的电路图，选择合适的元件进行实现，并进行测试，以验证实际效果和满足设计要求。
4.示例电路设计在本示例中，选择中心频率为10kHz，通带宽度为2kHz的带通滤波器。
根据计算结果，选择电感1mH和电容39nF。
示例电路图如下：```_______L_______Vin --- R1 --- C1_____L___________C_____R2_______L_______GND---R3---C2_____L_____GND```5.模拟分析和调试通过使用电路模拟软件，对示例电路进行分析和调试。
根据实际测试要求，选择合适的信号源输入和测量设备，并对电路的频率响应和增益进行分析和调整，以确保实际满足设计要求。
带通滤波电路设计实验报告
XXX大学课程设计报告课程名称：模拟电子电路课程设计设计题目：300Hz~3KHz带通滤波电路院（部）：专业：学生姓名:学号:指导教师:第一章一、引言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滤波器，将这些干扰信号全部剔除。
本文将以二阶有源带通滤波器为例熟悉滤波的原理并掌握其相关的应用。
二、滤波器的简介1滤波器是一种只传输指定频段信号，抑制其它频段信号的电路。
滤波器分为无源滤波器与有源滤波器两种：1.1无源滤波器:由电感L、电容C及电阻R等无源元件组成1.2有源滤波器:一般由集成运放与RC网络构成，它具有体积小、性能稳定等优点，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与缓冲作用。
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。
2.从功能来上有源滤波器分为：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）。
其中前四种滤波器间互有联系，LPF与HPF间互为对偶关系。
当LPF 的通带截止频率高于HPF的通带截止频率时，将LPF与HPF相串联，就构成了BPF，而LPF与HPF并联，就构成BEF。
在实用电子电路中，还可能同时采用几种不同型式的滤波电路。
滤波电路的主要性能指标有通带电压放大倍数AVP、通带截止频率fP及阻尼系数Q等。
三、主要设计要求利用Multisim仿真平台试设计一有源带通滤波器，要求为能低于300Hz和高于3KHz的信号，整个带通增益为8dB,在30Hz和300KHz处幅频衰减应不小于26dB。
1.画出电路图，说明工作原理，写明电路参数及计算过程2.进行电路仿真，仿真结果要求为带通滤波器的幅频和相频特性3.在Multisim中，在电路输入端输入一正弦信号，幅值不变，改变频率，利用示波器观察输入输出波形，做出波特图。
带通滤波器设计实验报告
带通滤波器设计实验报告实验目的：本实验的目的是设计并实现一个带通滤波器，以实现对指定频率范围内的信号的滤波处理。
实验原理：实验器材：1.功能信号发生器2.电阻3.电容4.电感5.示波器6.计算机（可选）实验步骤：1.根据实验要求，选择合适的电阻、电容和电感值，以满足所需的中心频率和带宽范围。
3.调节信号发生器的频率，使得输入信号的频率在预定的带宽范围内。
4.在示波器上观察输出信号的波形，通过调节电阻、电容和电感的数值，使得输出信号在指定频率范围内较小，而在带外频率上有较大的衰减。
实验结果：通过实验，我们成功地设计并实现了一个带通滤波器。
在选定的中心频率和带宽范围内，输出信号的幅度较大，而在带外频率上有较小的幅度。
讨论与分析：通过分析实验结果，我们可以得出以下结论：1.滤波器的参数选择对于滤波效果有着重要的影响。
不同的电阻、电容和电感的数值将导致不同的滤波特性。
2.实际情况中，理想的滤波器可能无法完美实现。
因此，在设计滤波器时，需要在一定程度上做出权衡，找到适合的折中方案。
3.在使用示波器观察波形时，要注意调整示波器的时间和电压尺度，以便更清楚地观察到滤波效果。
结论：通过本次实验，我们成功地设计了一个带通滤波器，并通过实验证明了其滤波效果。
通过选择合适的电阻、电容和电感值，我们可以实现在指定频率范围内的信号处理。
附图：（带通滤波器电路图）注意事项：1.在实验过程中，要注意电路的连接安全，避免触电。
2.实验过程中，要注意调节信号发生器和示波器的参数，以获得结果和数据的准确性。
3.在实验报告中，要详细叙述实验步骤和结果，同时进行一定的讨论与分析，以体现实验的准确性和深度。
4.在写作报告时，要注意逻辑清晰、语句通顺，并按照实验报告的格式进行写作。
带通滤波器设计报告
带通滤波器设计实验报告姓名：何绍金班级：自动化1202学号：201203870408指导教师:贾立新2014年10月12日一、实验题目设计一个4阶带通滤波器，其通带范围为300Hz~10kHz,通带增益A0=1。
内容：带通滤波器设计要求上限和下限频率分别是10kHz和300Hz，通带增益A0=1。
该带通滤波器是由一个高通滤波器和一个低通滤波器级联得到的。
带通滤波器总原理图如图1所示。
图1 带通滤波器原理图二、电路设计带通滤波器按品质因数Q的大小分为窄带滤波器（Q>10）和宽带滤波器（Q<10）两种。
本例设计的带通滤波器，上限频率f H=10kHz，下限频率f L=300Hz，带通滤波器的中心频率f 0与品质因数Q分别为f 0 =L H f f =1732Hz 1786.0)/(/00=-==L H f f f BW f Q显然，Q <10，故该带通滤波器为宽带带通滤波器。
宽带带通滤波器由高通和低通滤波器级联构成。
本例设计的带通滤波器由4阶低通滤波器和4阶高通滤波器级联而成。
4阶低通滤波器的原理如图2所示，由两级2阶多重反馈低通滤波器级联而成。
主要指标为带通增益A 0=1，截止频率f c =f H =10kHz ，选择Q 1=0.541，Q 2=1.306。
图2 4阶低通滤波器原理图主要参数计算如下所示: 选电容C 2为2200pF ，则 基准电阻：R 0=1/(2πf c C 2)=7.23k ΩC 1=4Q 12(1+A 0)C 2=5151pF,取标称值5100pF R 1=R 0/(2Q 1A 0)=6.68k Ω R 2=R 1A 0=6.68k ΩR 3=R 0/[2Q 1(1+A 0)]=6.68k Ω同样地：选电容C8为2200pF，则基准电阻R0=1/2πf c C4=7.23kΩC7=4Q22(1+A0)C8=0.0313µF,取标称值0.033µFR4=R0/(2Q2A0)=2.77kΩR5=R4A0=2.77kΩR6=R0/[2Q2(1+A0)]=1.38kΩ高通滤波器原理图如图2 所示。
实验五 带通滤波器(有源无源)
7实验五 带通滤波器（有源、无源）一、实验目的1、熟悉带通滤波器构成及其特性。
2、学会测量带通滤波器幅频特性的方法。
二、实验原理说明滤波器是一种能使有用频率信号通过而同时抑制（或大为衰减）无用频率信号的电子装置。
工程上常用它作信号处理、数据传送和抑制干扰等。
这里主要是讨论模拟滤波器。
以往这种滤波电路主要采用无源元件R 、L 和C 组成，60年代以来，集成运放获得了迅速发展，由它和R 、C 组成的有源滤波电路，具有不用电感、体积小、重量轻等优点。
此外，由于集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高，输出阻抗又低，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。
但是，集成运放的带宽有限，所以目前有源滤波电路的工作频率难以做得很高，这是它的不足之处。
2.1基本概念及初步定义滤波电路的一般结构如2—1所示。
图中的V i (t)表示输入信号，V 0（t ）为输出信号。
假设滤波器是一个线形时不变网络，则在复频域内其传递函数（系统函数）为A （s ）＝)()(0s V s V i式中A （s ）是滤波电路的电压传递函数，一般为复数。
对于频率来说（s=j ω）则有A （j ω）＝│A （j ω）│ej φ(ω)(2-1)这里│A （j ω）│为传递函数的模，φ(ω)为其相位角。
此外，在滤波电路中关心的另一个量是时延τ（ω），它定义为τ（ω）＝- (2-2)通常用幅频响应来表征一个滤波电路的特性，欲使信号通过滤波器的失真很小，则相位和时延响应亦需考虑。
当相位响应φ(ω)作线性变化，即时延响应τ（ω）为常数时，输出信号才可能避免失真。
2.2滤波电路的分类对于幅频响应，通常把能够通过的信号频率范围定义为通带，而把受阻或衰减的信号频率范围称为阻带，通带和阻带的界限频率叫做截止频率。
理想滤波电路在通带内应具有零衰减的幅频响应和线性的相位响应，而在阻带内应具有无限大的幅度衰减（│A （j ω）│＝０）。
通常通带和阻带的相互位置不同，滤波电路通常可分为以V i 图2-1 滤波电路的一般结构 )()(s d d ωωϕ实验二 滤波器（有源、无源）8下几类：低通滤波电路 其幅频响应如图3-2a 所示，图中A ０表示低频增益│A │增益的幅值。
带通滤波器实验报告
《带通滤波器设计制作》实验报告姓名沙超奇院系通信信号学院班级高铁信号控制1201 编号52a沙超奇学号12133110132指导老师袁老师实验地点信息中心A106 实验时间2013年6 月8 日星期六一、实验目的：设计并制作一个低通滤波器和一个高通滤波器，要求采用有源滤波器设计。
最终将二者组合成一个带通滤波器。
二、实验要求：1．基本要求（1）设计20Hz高通滤波器，增益0dB，允许通带波动3dB，阻带频率10Hz，阻带衰减≥6dB；测试输入正弦信号电压有效值为100mV；输出噪声电压有效值尽可能小。
（2）设计10kHz低通滤波器，增益0dB，允许通带波动3dB，阻带频率20kHz Hz，阻带衰减≥12dB；测试输入正弦信号电压有效值为100mV；输出噪声电压有效值尽可能小。
2. 发挥部分（1）滤波通频带为20Hz～10kHz（1dB带宽），中心频率5kHz。
（2）在满足通频带为20Hz～10kHz的前提下,尽可能降低输入信号幅度。
（3）设计一个带阻滤波器，阻带频率范围为40～60Hz。
在50Hz频率点输出功率衰减≥6dB。
（4）其他。
三、实验内容：1：使用FilterPro 滤波器设计软件分别设计高通滤波器、低通滤波器。
2：使用Multism 仿软件对上述设计报告的滤波电路进行仿真。
3：使用Protel 99 se 软件设计印制电路板。
4：领取材料，并焊接调试。
5：记录实验数据并分析，写实验报告。
一：使用FilterPro 滤波器设计软件分别设计高通滤波器、低通滤波器。
1：低通滤波器2：高通滤波二：使用Multism 仿软件对上述设计报告的滤波电路进行仿真。
1，低通滤波器2：高通滤波三：制作及调试1：实验器材稳压源，信号发生器，数字示波器，交流毫伏表，焊接工具及焊接元器件等。
2：实验数据记录（输入电压恒为100mV）频率/Hz 输出/mV 频率/Hz 输出/mV 频率/Hz 输出/mV 频率/Hz 输出/mV1 0 175 70 1950 102 22220 162 0 190 76 2435 105 23920 1412 0 205 80 3150 105 25714 1220 0.1 220 84 4900 105 28140 1030 0.5 245 88 5730 100 30680 840 2 280 92 5800 100 35800 650 4 350 96 7120 95 42400 455 6.5 400 98 7650 90 60100 260 6 450 99 8320 85 70000 165 8 500 99 8900 80 80000 0.870 12 550 100 9480 75 100000 0.580 18 600 100 10100 70 180000 0.385 20 650 100 10620 65 550000 0.290 24 700 100 11250 60 1500000 0.1100 28 800 100 11830 55 2000000 0102 30 900 100 12460 50110 34 1000 100 13400 45118 40 1100 100 14150 40125 44 1200 100 15240 35 130 48 1400 100.5 16610 30 140 52 1500 100 18110 25 145 56 1600 101 19200 22 155 60 1700 101 20140 20 160 65178010121050183：数据制图-20020406080100120050001000015000200002500030000输出电压/m V输入信号频率/Hz4、数据分析及总结由数据表及频谱曲线图可以清晰读出，输入频率在20Hz 以下时，几乎为零；在过了20Hz 以后，信号开始出现，并开始随着频率的增加而激增，并在400Hz 左右达到100mV 左右。
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电子系统设计实践
报告
实验项目带通功率放大器设计学校宁波大学科技学院
学院理工学院
班级12自动化2班
姓名woniudtk
学号12********
指导老师李宏
时间2014-12-4
一、设计课题
设计并制作能输出0.5W功率的语音放大电路。
该电路由带通滤波器和功率放大器构成。
二、设计要求
（1）电路采用不超过12V单（或双）电源供电；
（2）带通滤波器：通带为300Hz～3.4kHz，滤波器阶数不限；增益为20dB；
（3）最大输出额定功率不小于0.5W，失真度<10%（示波器观察无明显失真）；负载（喇叭）额定阻抗为8Ω。
（4）功率放大器增益为26dB。
（5）功率放大部分允许采用集成功放电路。
三、电路测试要求
（1）测量滤波器的频率响应特性，给出上、下限截止频率、通带的增益；
（2）在示波器观察无明显失真情况下，测量最大输出功率
（3）测量功率放大器的电压增益（负载：8Ω喇叭；信号频率：1kHz）；
四、电路原理与设计制作过程
4.1 电路原理
带通功率放大器的原理图如下图1所示。
电路有两部分构成，分别为带通滤波器和功率放大器。
图1
滤波器电路的设计选用LM358双运放设计电路。
LM358是一个高输入阻抗、高共模抑制比、低漂移的小信号放大电路。
高输入阻抗使得运放的输入电流比较小，有利于增大放大电路对前级电路的索取信号的能力。
在信号的输入的同时会不可避免的掺杂着噪声和温漂而影响信号的放大，因此高共模抑制比、低温漂的作用尤为重要。
带通滤波器的设计是由上限截止频率为3400HZ的低通滤波器和下限截止频率为300HZ 的高通滤波器级联而成，因此，设计该电路由低通滤波器和高通滤波器组合成二阶带通滤波器（巴特沃斯响应）。
功率放大电路运用LM386功放，该功放是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点，广泛应用于录音机和收音机之中。
4.2电路设计制作
4.2.1带通滤波电路设计
（1）根据设计要求，通带频率为300HZ~2.4KHZ，滤波器阶数不限，增益为 20dB，所以采取二阶高通和二阶低通联级的设计方案，选择低通放大十倍。
高通不放大。
高通滤波器的截止频率为300HZ ，根据上表可得两个电容C=0.03uf ，实际取值33nf 。
然后根据下面公式
求出了K 值约为11.11，高通滤波器放大倍数为1，可以看到高通滤波器增益Av 为1， K=11.11
时，R1=12.499千欧，R2=25.009千欧，实际电阻取R1=12千欧，R2=24千欧。
低通滤波器的截止频率为3400HZ ，根据上表可得C=0.003uf ，，则C1=0.006uf ，实际取值C=3.3nf ，C1=6.8nf 。
然后根据下面这个公式
求出了K 值约为9.8，低通滤波器放大倍数为10。
可以看到高通滤波器增益Av 为10， K=9.80时，R1=4.5276千欧，R2=26.8716千欧，R3=34.888千欧，R4=313.9724千欧。
取实际电阻R1=4千欧，R2=24千欧,R3=30千欧,R4=270千欧。
（2）带通滤波电路在Multisim 中仿真如下
4.2.2功率放大器设计
该电路为LM386的一种基本用法，外接元件最少的一种用法，电容250F μ为输出电容，由于引脚1和8开路，集成功放的电压增益为26dB ，即电压放大倍数为20，利用RW 可以调节扬声器的音量。
电容0.05F μ和电阻10Ω串联构成矫正网络用来进行相位补偿。
静态时输出电容上电压为/2CC V ，LM386的最大不失真输出电压的峰-峰值约为电源电压CC V 。
设负载电阻为L R ,最大输出功率表达式为：
2
/8om cc L P V R =*
在实验室没有250uf电解电容，所以改成220uf电解电容。
4.3电路仿真测试
仿真电路中各电阻值和电容值是根据实验室所有和理论设计各电阻值和电容值的相近值所确定。
仿真如下
幅频特性曲线如下
300Hz时幅频特性曲线
3.4kHz时幅频特性曲线
1.282kHz时最大幅频特性曲线
可以看出，在300Hz和3.4kHz处衰减正常，符合设计要求。
五、电路测试
输入1kHz、峰峰值为20mV的正弦波，在示波器上波形干净、无失真，且有效的放大。
接
入喇叭后，可进行语音放大，且声音干净无杂音。
六、电路测试数据及结果
（1）测量滤波器的频率响应特性，给出上、下限截止频率、通带的增益
数据分析：带通滤波器：通带为300Hz ～3.4kHz ；（理论要求）允许误差为10%，即带通在
270HZ-3.73KHZ 都符合要求。
实际的带通滤波器1.5KHZ 对应的210pp V mV =；
2100.707148mV ⨯=，对应的频率为：280HZ-3.50KHZ;在误差范围内，达到理
论的带通滤波器的范围。
所以，滤波器的下限截止频率为280Hz,上限截止频率为
3.5kHz ，放大倍数
210/2010.5V A ==，通带增益20lg10.520.4dB =，在允许误差范围内。
（2）在示波器观察无明显失真情况下，测量最大输出功率
调整滤波器频率至1KHz ，且波形无明显失真，此时示波器显示波形峰峰值幅值为6.2V ，所以最大输出功率
()2
max 6.2/2 1.414/80.60o P W =*=⎡⎤⎣⎦
（3）测量功率放大器的电压增益（负载：8Ω喇叭；信号频率：1kHz ）；
用示波器分别接在滤波器输出端和功率放大器的输出端，测得滤波输出波形峰峰值
为308mV ，功放输出波形的峰峰值为5.88V ，则
5.88/0.30819.09V A == ，增益20lg19.0925.7dB =
在允许温差范围内，满足设计要求。
（4）波特图
七、实验总结
通过本次设计，使我掌握了二阶带通滤波电路的设计原理和方法，理解了LM386功放电路的工作原理。
对电子电路设计的过程有进一步的掌握，经过电路原理理解——电路设计——布图——焊接电路——测试调试等阶段，将所学的理论知识和实际的电路相结合，进一步巩固了所学的知识，对今后的学习有很大的帮助。
八、参考文献
1、模拟电子技术基础（第四版）——童诗白
2、电子课程设计与工艺实习指导书——宁波大学信息学院。