(整理)二阶高通滤波器的设计.

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二阶高通滤波器的设计 (2)

二阶高通滤波器的设计 (2)

前言当今时代,随着科学技术的发展,先进的电子技术在各个近代学科门类和技术领域中有着不可或缺的核心地位。

以前的三次工业革命就使我们的社会发生了翻天覆地的变化,使我们由手工时代进入了现代的电器时代。

同时科技在国家的国防事业中发挥了重要的作用,只有科技发展了才能使一个国家变得强大。

而作为二十一世纪的一名大学生,不仅仅要将理论只是学会,更为重要的是要将所学的知识用于实际生活之中,使理论与实践能够联系起来。

对信号进行分析与处理时, 常常会遇到有用信号叠加上无用噪声的问题, 这些噪声有的是与信号同时产生的, 有的是传输过程中混入的。

因此, 从接收的信号中消除或减弱干扰噪声, 就成为信号传输与处理中十分重要的问题。

根据有用信号与噪声的不同特性, 消除或减弱噪声,提取有用信号的过程称为滤波, 实现滤波功能的系统称为滤波器。

低通滤波器在现实生活中运用也十分广泛。

该种滤波器是只有在规定的频率范围内才能使信号通过,而且其电路性能稳定,增益容易调节。

利用这一性质不仅可以滤出有用信号且同时抑制无用信号。

工程上也常常用低通滤波器作信号处理、数据传递和抑制干扰等。

例如:无线电发射机使用低通滤波器阻塞可能引起与其它通信发生干扰的谐波发射;固体屏障也是一个声波的低通滤波器,当另外一个房间中播放音乐时,很容易听到音乐的低音,但是高音部分大部分被过滤掉。

我国现在有滤波器的种类和所覆盖的频率虽然基本上满足现有的各种电信设备。

但从整体而言,我国有源滤波器的发展比无源滤波器缓慢,尚未大量生产和应用。

我国电子产品要想实现大规模集成,滤波器集成化仍然是个重要课题。

第一章设计任务1.1二阶低通滤波器题目要求a)设计截止频率f=2kHz的滤波器b)输出增益Av=2c)要求用压控电压源型、无限增益多路反馈型两种方法第二章 系统组成及工作原理2.1 系统组成图 2.1 二阶低通滤波基础电路二阶低通滤波基础电路如图2.1所示,它由两节RC 滤波电路和同相比例放大电路组成,在集成运放输出到集成运放同相输入之间引入一个负反馈,在不同的频段,反馈的极性不相同,当信号频率f >>f 0时(f 0 为截止频率),电路的每级RC 电路的相移趋于-90º,两级RC 电路的移相到-180º,电路的输出电压与输入电压的相位相反,故此时通过电容C 引到集成运放同相端的反馈是负反馈,反馈信号将起着削弱输入信号的作用,使电压放大倍数减小,所以该反馈将使二阶有源低通滤波器的幅频特性高频端迅速衰减,只允许低频端信号通过。

6二阶无源高通滤波器[整理版]

6二阶无源高通滤波器[整理版]

二阶无源高通滤波器设计一:实验目的设计、焊接一个二阶高通滤波器,要求:截止频率为1KHz。

二:实验原理利用电容通高频阻低频的特性,使一定频率范围内的频率通过。

从而设计电路,使得高频率的波通过滤波器。

三:实验步骤1:设计电路,在仿真软件上进行仿真,在仿真电路图上使功能实现。

2:先定电容,挑选合适的电阻,测量电阻的真实值,再到仿真电路替换掉原来的电阻值,不断挑选电阻,找到最逼近实验结果的值3:根据仿真电路进行焊接,完成之后对电路进行功能检测,分别挑选频率为100hz、1khz、10khz的电源进行输入检测,观察输出的波形,并进行实验记录四:实验电路图1.1仿真电路设计图1.2电路波特图五:实验测量对于一阶无源RC滤波器电路,我们100hz,1khz,10khz三种不同正弦频率信号检测,其仿真与实测电路图如下:图1.3 f=100Hz 时正弦信号仿真波形图图1.4 f=100Hz 时正弦信号实测波形图表1 f=100Hz时实测结果与仿真数据对比表数据项目输入幅值/V 输出幅值/V 衰减/dB 相位差仿真电路169.706 9.967 24.622 0.614π实测电路0.460 0.036 22.129 0.500π分析:由图1.3的仿真波形与图1.4的实测电路波形和表1中的数据可知,输入频率为100Hz的正弦信号时,该信号不能够通过,输入输出波形间有较大相位差和较大衰减。

仿真和实测数据间存在误差,误差值较小,在允许范围内。

图1.5 f=1000Hz 时正弦信号仿真波形图图1.6 f=1kHz 时正弦信号实测波形图表2 f=1kHz 时实测结果与仿真数据对比表分析:由图1.5的仿真波形与图1.6的实测电路波形和表2中的数据可知,输入频率为1kHz 的正弦信号时,该信号能够通过,输入输出波形间有一定的相位差和衰减。

仿真和实测数据间存在误差,误差值较小,在允许范围内。

数据项目 输入幅值/V 输出幅值/V 衰减/dB 相位差 仿真电路 169.682 120.180 2.996 0.14π 实测电路0.4720.3323.0560.15π图1.7 f=10kHz 时正弦信号仿真波形图图1.8 f=10kHz 时正弦信号实测波形图表3 f=10kHz时实测结果与仿真数据对比表数据项目输入幅值/V 输出幅值/V 衰减/dB 相位差仿真电路168.920 168.752 0 0π实测电路0.472 0.460 0.224 0π分析:由图1.7的仿真波形与图1.8的实测电路波形和表3中的数据可知,输入频率为10kHz的正弦信号时,该信号能够通过,输入输出波形间有较小的相位差和较小衰减。

二阶有源高通滤波器的设计报告三

二阶有源高通滤波器的设计报告三

目录一、设计任务与要求1.1、设计任务1.2、设计及要求二、设计方案与比较2.1、设计方案2.2、设计方案比较三、电路原理与分析3.1、设计原理3.2、设计分析四、制作与调试4.1、课题制作4.2、调试4.3、调试结果4.4、实验数据表:五、参数计算及器件选择5.1、参数计算5.2、器件选择六、器件清单及所用设备七、实验总结八、参考文献一、设计任务与要求1.1、设计任务设计一个下限截止频率f L=10KHz的二阶有源高通滤波器。

1.2、设计要求初步掌握一般电子电路设计的方法,得到一些工程设计的初步训练,并为以后的专业课学习奠定良好的基础。

利用教材中有源滤波器的理论知识,并查阅必要的资料设计一个二阶有源高通滤波器。

此外,通过对电子技术的综合运用,使学到的理论知识相互融会贯通,在认识上产生一个飞跃。

二、设计方案与比较2.1、设计方案图(a)是一个二阶高通滤波器。

图中虚线部分是一个无源二阶高通滤波器电路,为了提高它的滤波性能和带负载的能力,将该无源网络接入由运放组成的放大电路,组成二阶有源RC高通滤波器。

高通滤波电路的传递函数为:2.2、设计方案比较1、压控电压源二阶高通滤波器图(b)所示,电路中既引入了负反馈,又引入了正反馈。

当信号频率趋于零食,反馈很弱;当信号频率趋于无穷大时,由于RC的电抗很大,因而Up(s)趋于零。

所以,只要正反馈引入的当,就既可能在f=f0时使电压放大倍数数值增大,又不会因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、频率范围宽等优点。

电路中C、R构成反馈网络。

电路如图(b)所示,其传输函数为:图(b)压控电压源二阶高通滤波器图(c)无限增益多路负反馈二阶高通滤波器2、无限增益多路负反馈二阶高通滤波器电路图如图(c)所示,该电路的传输函数为:七、实验总结本次课程设计让我们了解了滤波器的工作原理以及分类,也让我们熟悉了函数发生器与示波器的操作,熟悉并学会选用电子元器件,对理论知识有了更深刻的理解。

(完整word版)2阶有源高通滤波器

(完整word版)2阶有源高通滤波器

上海大学2013 ~2014 学年冬季学期研究生课程课程名称:现代电路课程编号:07Z097004论文题目: 二阶有源高通滤波电路研究生姓名: 李兵学号: 12720970 论文评语:成绩: 任课教师:评阅日期:摘要:二阶高通滤波器是容许高频信号通过,减弱频率低于截止频率信号通过的滤波器。

高通滤波器具有综合功能,他可以滤掉若干次高次谐波,并且减少滤波回路数。

对于不同的滤波器而言,每个频率的信号的减弱程度不一样,比如在音频信号也使用低音消除器或者噪声滤波器。

关键字:高通滤波器,截止频率,高频响应,Multisim 。

1、电路设计1.1 图1给出了二阶有源巴特沃兹高通滤波器的结构。

图1 二阶有源巴特沃兹高通滤波器正反馈型有源滤波器也叫做sallen-key 电路,是以这种电路的发明者命民的也有从工作形态上命民围vcvs (电压控制型电压源)的,他的滤波器相当于一个电压源。

它是2阶的高通滤波器。

这个电路是一个op 放大器,采用的是同相输入接法,因此输入阻抗很高,输出阻抗很低,由于连接缓冲器,他的增益是1,所以不需要决定曾益量的电阻,能过以较少的元器件数目实现2阶滤波器,使用的非常多,比较麻烦的Ra 和Rb 值不一样,所以计算麻烦一点。

1.2 传递函数1.3 1a 和1b 分别为巴特沃兹系数1.4 当给定电容值和截止频率时,可以得到电阻值本文设计的是二阶高通滤波器,所以选取414.11=a ,11=b 1.5 当nF C KHz f c 100,10==时,可以求出电阻1R 和2RR1= 225.08Ω ,R2= 112.54Ω2、Multisim 仿真图2.1 二阶巴特沃兹高通滤波器仿真电路图图2.2 仿真波特图3、结论信号源接入后,调整函数信号发生器的频率使他为10k赫兹,可见高频响应比较好。

用这个滤波器可以对特定的频率点或者该点以外的频率进行有效的滤除,得到一个特定频率或者消除一个特定频率,让有用的信号尽可能无衰减的通过让无用信号尽可能大的衰减。

二阶高通滤波器的计算及设计_高国富

二阶高通滤波器的计算及设计_高国富

二阶高通滤波器的计算及设计_高国富------------------------------------------------------------------------------------------------二阶高通滤波器的计算及设计_高国富2003年第2期轻金属?59??相关技术?二阶高通滤波器的计算及设计高国富1,李巍1,杜丽2,赵韧2(1.兰州连城铝厂,甘肃兰州730335;2.沈阳铝镁设计研究院,辽宁沈阳110001)摘要:滤波装置分一阶、二阶、高通及C型四种。

高通滤波器主要滤13以上谐波。

该装置对某次频率以上呈现低阻抗。

本文从高通滤波器的原理出发,对其参数进行分析与推导,并举了实例。

关键词:高通滤波器;阻抗;频率中图分类号:TN713 文献标识码:B 文章编号:10021752(2003)02005904谐波对电力系统产生的危害是众所周知的。

国家为保证电能质量,对谐波源向系统注入点处的谐波电压、电流限制值作出了具体的规定。

颁发了《电能质量、公用电网谐波》标准。

因此,全国各行各业对用电质量都非常重视,谐波超标的企业纷纷上滤波装置,抑制谐波的方法可分为两大类:——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------?补偿的方法,设置LC滤波器。

?改造谐波源的方法:一是设法提高电力系统中主要的谐波源即整流装置的相数;二是采用高功率因数整流器。

本文就补偿的方法,设置LC滤波器进行探讨,LC滤波器通常分为单调谐滤波器和高通滤波器。

单调谐滤波器已经有许多论文对此进行了介绍和总结。

而且是最常用的,单对多个高次谐波而言,高通滤波器就显得更为重要。

高通滤波器也称为减幅滤波器。

通常分为四种型式:一阶,二阶,三阶和C型四种,现就最常用的二阶高通滤波器进行讨论。

二阶高通滤波电路

二阶高通滤波电路

2011 ~2012学年第 2 学期《高频电子线路》课程设计报告题目:变容二极管直接调频电路的设计专业:电子信息工程班级:姓名:指导教师:电气工程系2012年12月17日1、任务书课题名称变容二极管直接调频电路的设计指导教师(职称)执行时间2012~2013学年第二学期第周学生姓名学号承担任务设计目的1.原理分析及电路图设计2.用相关仿真软件画出电路并对电路进行分析与测试设计要求(1)输入1KHz大小为200Mv的正弦电压(也可以用1KHz的方波);(2)主振频率为f0大于15MHz;(3)最大频偏△fm= 20KHz。

摘要调频电路具有抗干扰性能强、声音清晰等优点,获得了快速的发展。

主要应用于调频广播、广播电视、通信及遥控。

调频电台的频带通常大约是200~250kHz,其频带宽度是调幅电台的数十倍,便于传送高保真立体声信号。

由于调幅波受到频带宽度的限制,在接收机中存在着通带宽度与干扰的矛盾,因此音频信号的频率局限于30~8000Hz的范围内。

在调频时,可以将音频信号的频率范围扩大至30~15000Hz,使音频信号的频谱分量更为丰富,声音质量大为提高。

变容二极管调频电路是一种常用的直接调频电路,广泛应用于移动通信和自动频率微调系统。

其优点是工作频率高,固有损耗小且线路简单,能获得较大的频偏,其缺点是中心频率稳定度较低。

较之中频调制和倍频方法,这种方法的电路简单、性能良好、副波少、维修方便,是一种较先进的频率调制方案。

本课题载波由LC电容反馈三端振荡器组成主振回路,振荡频率有电路电感和电容决定,当受调制信号控制的变容二极管接入载波振荡器的振荡回路,则振荡频率受调制信号的控制,从而实现调频。

关键字:变容二极管;直接调频;LC振荡电路。

目录第一章设计思路 (1)第二章滤波电路的基本理论 (2)2.1滤波电路的定义 (2)2.2滤波电路的工作原理 (2)2.3滤波电路的种类 (2)2.4滤波电路的主要参数 (3)2.5无源滤波电路和有源滤波电路 (3)2.5.1无源滤波电路 (3)2.5.2 有源滤波电路 (4)2.5.3无源滤波器与有源滤波器的比较 (4)第三章高通滤波电路模块的设计 (6)3.1高通滤波电路与低通滤波电路的联系 (6)3.2压控电压源高通滤波电路 (6)3.3无限增益多路反馈高通滤波电路 (7)第四章二阶高通滤波器电路仿真及系统误差分析 (9)4.1压控电压源二阶高通滤波电路 (9)4.2无限增益多路反馈二阶高通滤波电路 (11)4.3 误差分析 (14)结论 (15)附录一LM324引脚图(管脚图) (16)附录二参考文献 (17)第一章设计思路本设计要求分别用压控电压源和无限增益多路反馈两种方法设计一个二阶高通滤波电路并使其增益u A=5,截止频率c f=100Hz。

阶高通滤波器的设计

阶高通滤波器的设计

模拟电路课程设计报告设计课题:二阶高通滤波器的设计专业班级:电信本学生姓名:学号:69指导教师:设计时间: 1月 3日题目:二阶高通滤波器的设计一、设计任务与要求① 分别用压控电压源和无限增益多路反馈二种方法设计电路;② 截止频率f c =200Hz ; ③ 增益A V =2;④ 用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源(±12V )。

二、方案设计与论证二阶高通滤波器是容许高频信号通过、但减弱(或减少)频率低于截止频率信号通过的滤波器。

高通滤波器有综合滤波功能,它可以滤掉若干次高次谐波,并可减少滤波回路数。

对于不同滤波器而言,每个频率的信号的减弱程度不同。

其在音频应用中也使用低音消除滤波器或者噪声滤波器。

本设计为分别使用压控电压源和无限增益多路反馈两种方法设计二阶高通滤波器。

二者电路都是基于芯片ua741设计而成。

将信号源接入电路板后,调整函数信号发生器的频率,通过观察示波器可以看到信号放大了2倍。

现在工厂对于谐波的治理,应用最多的仍然是高压无源滤波器,高压无源滤波器有多种接线方式,其中单调谐滤波器及二阶高通滤波器使用最为广泛,无源滤波器具有结构简单、设备投资较少、运行可靠性较高、运行费用较低等优点,2.1设计一、用压控电压源设计二阶高通滤波电路与LPF 有对偶性,将LPF 的电阻和电容互换,就可得一阶HPF 、简单二阶HPF 、压控电压源二阶HPF 电路采用压控电压源二阶高通滤波电路。

电路如图2-1所示,参数计算为: 通带增益: 341R R Aup += Aup 表示二阶高通滤波器的通带电压放大倍数截止频率:RCf π210=品质因数:Av=1+R2/R1 232121C C R R fc π=2.2设计二、用无限增益多路反馈设计高通滤波电路。

其中: ss cL ω=,通带增益: 31C C A uo -= 截止频率: 232121C C R R fc π=品质因数:2321)321(R C C R C C C Q ++=31C C A uo -= , 232121C C R R fc π=up31A Q -=三、单元电路设计与参数计算3.1方案一:压控电压源二阶高通滤波电路Av=1+R2/R1=2 , 232121C C R R fc π==200令R1=10k ,则R2=10k又fc=200hz , 得出:C2=C3=0.47uf ;另取R=R4//R5=R3//R6=2//10=1.69K3.2方案二、用无限增益多路反馈设计高通滤波电路31C C A uo -= , 232121C C R R fc π= 设C1=0.22uf , 则C2=0.47uf又f=200hz 得出 :R1=3K,R2=20.0K至此得出了两种方案的参数,连接电路好即可.四、总原理图及元器件清单1.总原理图2.元件清单 直流源元件序号(名称) 型号 主要参数数量备注 变压器输入220V 、输出15V ,P=20W1个 带插头D 1——D 4 (二极管) 1N4007 各1个 保险管 Ip=0.5A 1个 电解电容C 1、2 3300uf/25V 2个 电解电容C 5、6220uf 2个 瓷介电容C 3、4、7、8 0、22uf 4个 集成块UA7411个方案一五、安装与调试1.焊接工具:电烙铁在已做好的电路板上涂一层助焊剂,对照原理图将元件安装在电路板上,检查元件位置是否正确。

二阶有源高能滤波器的设计

二阶有源高能滤波器的设计

二阶有源高通滤波器的设计
一、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。

二、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:
三、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
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:
a.通带增益
3.参数计算
电容器C1、C2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=2.2nF,则根据公式可得:
R1=R2=1/(2*π*fL*C)≈671欧,选择电阻671欧.与计算值有一点误差,所以,可能导致截止频率比84KHz稍有偏差。

所以选择:
R1=R2=671欧,C1=C2=2.2nF,Rf=9.1千欧,R1=9.1千欧,则:A0=1+Rf/R1=2
(符合Aup<3,能稳定工作)
四、实验结果
仿真电路图
仿真结果。

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模拟电路课程设计报告设计课题:二阶高通滤波器的设计专业班级:电信本学生姓名:学号:69指导教师:设计时间:1月3日题目:二阶高通滤波器的设计一、设计任务与要求① 分别用压控电压源和无限增益多路反馈二种方法设计电路;② 截止频率f c =200Hz ; ③ 增益A V =2;④ 用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源(±12V )。

二、方案设计与论证二阶高通滤波器是容许高频信号通过、但减弱(或减少)频率低于截止频率信号通过的滤波器。

高通滤波器有综合滤波功能,它可以滤掉若干次高次谐波,并可减少滤波回路数。

对于不同滤波器而言,每个频率的信号的减弱程度不同。

其在音频应用中也使用低音消除滤波器或者噪声滤波器。

本设计为分别使用压控电压源和无限增益多路反馈两种方法设计二阶高通滤波器。

二者电路都是基于芯片ua741设计而成。

将信号源接入电路板后,调整函数信号发生器的频率,通过观察示波器可以看到信号放大了2倍。

现在工厂对于谐波的治理,应用最多的仍然是高压无源滤波器,高压无源滤波器有多种接线方式,其中单调谐滤波器及二阶高通滤波器使用最为广泛,无源滤波器具有结构简单、设备投资较少、运行可靠性较高、运行费用较低等优点,2.1设计一、用压控电压源设计二阶高通滤波电路与LPF 有对偶性,将LPF 的电阻和电容互换,就可得一阶HPF 、简单二阶HPF 、压控电压源二阶HPF 电路采用压控电压源二阶高通滤波电路。

电路如图2-1所示,参数计算为: 通带增益: 341R R Aup += Aup 表示二阶高通滤波器的通带电压放大倍数截止频率:RCf π210=品质因数:Av=1+R2/R1 232121C C R R fc π=2.2设计二、用无限增益多路反馈设计高通滤波电路。

其中: ss cL ω=,通带增益: 31C C A uo -= 截止频率: 232121C C R R fc π=品质因数:2321)321(R C C R C C C Q ++=31C C A uo -= , 232121C C R R fc π= up31A Q -=三、单元电路设计与参数计算3.1方案一:压控电压源二阶高通滤波电路Av=1+R2/R1=2 , 232121C C R R fc π==200令R1=10k ,则R2=10k又fc=200hz , 得出:C2=C3=0.47uf ;另取R=R4//R5=R3//R6=2//10=1.69K3.2方案二、用无限增益多路反馈设计高通滤波电路31C C A uo -= , 232121C C R R fc π= 设C1=0.22uf , 则C2=0.47uf又f=200hz 得出 :R1=3K,R2=20.0K至此得出了两种方案的参数,连接电路好即可.四、总原理图及元器件清单1.总原理图2.元件清单 直流源元件序号(名称) 型号 主要参数数量备注 变压器输入220V 、输出15V ,P=20W1个 带插头D 1——D 4 (二极管) 1N4007 各1个 保险管 Ip=0.5A 1个 电解电容C 1、2 3300uf/25V 2个 电解电容C 5、6220uf 2个 瓷介电容C 3、4、7、8 0、22uf 4个 集成块 UA7411个集成稳压器W7812、 W7912输出电压12V ,输出电流1.5A 各1个发光二极管 2个 瓷介电容C 9、100、1uf2个电阻R1 20K欧姆2个电阻R2 1K欧姆2个可调电位器Rw 20K 2个方案一元件序号主要参数数量备注(单价)R 10k 4 0.1R 2K 2 0.1Ua741 1 10.47uf 2 0.3C方案二元件序号数量备注(单价)主要参数R20k 1 0.13K 1 0.1R1 1Ua741C 0.22uf 2 0.3C 0.47uf 1 0.3五、安装与调试1.焊接工具:电烙铁在已做好的电路板上涂一层助焊剂,对照原理图将元件安装在电路板上,检查元件位置是否正确。

检查无误后,用电烙铁将每个元件用焊锡焊牢,保证每个元件不虚焊。

在焊元件时根据不同元件耐热性能尽量减少焊接时间。

焊接完毕后用万用表检查是否断路和短路。

2.调试工具:万用表、示波器,信号发生器,数字毫伏表用小螺丝刀调节电位器R3的电阻为15K欧姆,R4的电阻为15K欧姆,接入220伏特的交流电压,信号发生器的输出信号为f=1KHz,Ui=500.3mv的信号,在输出端测得输出电压Uo=201、6mv,减小频率使得f=100 Hz,则输出端Uo =161 、2mv,与实际相差太大,则用螺丝刀微调节电位器,此时使得Uo=141、2mv,在高频时输出电压为输入电压的两倍,用示波器监测输出波形没有失真,故电路正确,调试完毕,可以进行性能测试。

二阶高通滤波器在频率响应特性与低通滤波器相似,当Q>0.707或Q<0.707时,通带边沿处会出现不平坦现象。

有关根据品质因数Q计算电路电阻参数R1 和R2的方法与二阶低通滤波器的计算相同。

为了改进一阶高通滤波器的频率特性,可采用二阶高通滤波器。

一个二阶高通滤波器包含两个RC支路,即将二阶高通滤波器的R与C对换位置,即可构成二阶高通滤波器。

如图5-1所示为二阶高通滤波器的幅频特性曲线,其阻带衰减特性的斜率为40dB/10oct,克服了一阶高通滤波器阻带衰减太慢的缺点.图5-1二阶高通滤波器的幅频特性曲线与二阶低通滤波器类似,二阶高通滤波器的各个参数也影响其滤波特性,如:阻尼系数f的大小决定了幅频特性有无峰值,或谐振峰的高低。

若要求高通滤波器的阻带特性下降速率大于40dB/10oct,必须采用高阶高通滤波器,同高阶低通滤波器一样,也是最常采用巴特沃思型和切比雪夫型近似,同样也是先查表,得到分母多项式,图5-1阶高通滤波器幅频特性。

二阶高通滤波器的参数设计,由增益Av=2,Av=1+Rf/R1,所以选R3=15K欧姆的电阻,fc=200Hz,fc=1/2RC,则选用C=0.01uf的电容,R4为15K欧姆的电阻,R2为4K欧姆的电阻,由于没有该种类的电阻,则用两个2K欧姆的电阻替代,集成块用KIA741。

二阶高通滤波器电路的电路仿真。

设计一:压控电压源二阶高通滤波电路设计二、用无限增益多路反馈设计高通滤波电路六、性能测试与分析1.输出电压的测量输入信号Ui=500 mv,改变频率测输出电压,并且在通频带时的频率要取得密集一些,记录到表格二阶高通滤波器的数据频率f/Hz 1000.3 900.5 811.6 718.9 573输出电压Uo/mv 998 982 979 975 691频率f/Hz 424 264 210 199.5 185输出电压Uo/mv 930 823 730 706 671压控电压源二阶高通滤波器的数据压控电压源二阶高通滤波器电路的幅频特性频率f/Hz 1000.4 876.2 754.8 626.6 461.69 输出电压Uo/mv 847 846 843 837 820 频率f/Hz 278.34 211.85 206.88 199.8 161.6 输出电压Uo/mv 765 711 706 703 639无限增益多路反馈二阶高通滤波器数据2.数据处理与误差计算<1>压控电压源在频率为高频时,U=(1000.3+1000.4+1000.5)/3=1000.4 mv输入电压Ui=500mv,则Av=U/Ui=1000.4/500=2、01相对误差:s=(2、01-2)/2*100%=0、5%当fp=200Hz时,Uo理论=U*0、707=1000*0、707=707mv实验测得Uo=706mv则相对误差为S=(706-707)/706*100%=1.4%<2>无限增益多路反馈在频率为高频时,U=(1000.3+1000.4+1000.5)/3=1000.4 mv输入电压Ui=500mv,则Av=U/Ui=1000.4/500=2、01相对误差:s=(2、01-2)/2*100%=0、5%当fp=200Hz时,Uo理论=U*0、707=1000*0、707=707mv实验测得Uo=703mv则相对误差为S=(703-707)/703*100%=6%3.误差分析产生该实验误差的主要原因有1、输入信号不稳定会导致实验误差。

2、由桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路提供所需的正负直流电不是很准,没有标准的正负12伏特,导致实验误差。

3、在参数设计时也会引入误差。

4、在计算过程中会引入计算误差。

七、结论与心得1、由实验可知,当频率f为通带截止频率fp时,输出电压 Uo约为最大输出电压的0、707倍,即︱Au︱≈0.707︱AuP︱。

2、由实验可知,高通滤波器削弱低频信号,只放大频率高于 fp的信号,我们可把高通滤波器用于交流放大电路的耦合电路,隔离直流成分。

3、实验中,监测的波形没有失真,说明只要正反馈引入得到,就能在f=fo 时使电压放大倍数数值增大,又不会因正反馈过强而产生自激振荡。

八、参考文献[1]童诗白、童诗白、华成英。

模拟电子技术基础,清华大学出版社[2]王港元.电工电子实践指导(第二版).江西科学技术出版社,2005[3]毕满清.电子技术实验与课程设计.机械工业出版社[4] 樊昌信、曹丽娜.通信原理(第6版)[M].北京:国防工业出版社,2006[5] 刘玉敏,俞重远,张建忠等. 粒子群优化算法用于光纤布拉格光栅综合问题的研究[J].物理与电子信息学院模拟电路课程设计成绩评定表专业:电子信息工程班级:电信学号:69姓名:课题名称二阶高通滤波器的设计设计任务与要求①分别用压控电压源和无限增益多路反馈二种方法设计电路;②截止频率f c=200Hz;③增益A V=2;④用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源(±12V)。

设计报告成绩评分标准:①有合理的方案设计和论证、电路参数的计算、总原理图和清单。

(0-20分)②电路板制作、调试规范,有详细制作和调试过程。

(0-10分)③电路板测试合理,对性能指标测试数据完整,正确;进行数据处理规范,进行了误差计算和误差分析。

(0-15分)④对课程设计进行了总结,有体会,并能提出设计的改进、建设性意见。

(0-5分)设计报告成绩:电子作品成绩评分标准:①电路正确,能完成设计要求提出的基本功能。

(0-30分)②电路板焊接工艺规范,焊点均匀,布局合理。

(0-20分)(其中直流电源部分占20%,功能部分80%)电子作品成绩:课程设计成绩总成绩:指导教师:1月8日。

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