实验十二带通滤波器的快速设计
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。
(整理)带通滤波器的设计步骤
带通滤波器设计流程滤波器是具有频率选择性的双端口器件。
由于谐振器的频率选择性，所以规定的频率信号能够通过器件，而规定频率信号以外的能量被反射，从而实现频率选择的功能。
滤波器从物理结构上，就是由一些不同的单个谐振器按相应的耦合系数组合而成，最后达到规定频率的信号从输出端通过的目的。
1. 滤波器技术指标1.1工作频率范围: 1060MHz±100MHz 1.2插入损耗： 0.5dB max 1.3驻波比: 1.2 max1.4带外抑制： ＞20dB@f0±200MHz＞35dB@f0±300MHz ＞60dB@f0±500MHz1.5寄生通带： f ＞3500MHz 以上，对衰减不作要求1.6工作温度: -55°Cto+85°C 1.7最大输入脉冲功率：400W ； 最大输入平均功率：20W2.滤波器设计原理图1 滤波器原理图3.滤波器结构选择 3.1物理结构选择根据以上技术指标选择腔体交指型带通滤波器，主要的原因是因为它有着良好的带通滤波特性，而且它结构紧凑、结实；且容易制造；谐振杆端口2的长度近似约为λ/４（波长），故第二通带在３倍fo上，其间不会有寄生响应。
它用较粗谐振杆作自行支撑而不用介质，谐振杆做成圆杆，还可用集总电容加载的方法来减小体积和增加电场强度，而且它适用于各种带宽和各种精度的设计。
3.2电路结构的选择根据以上技术指标选择交指点接触形式，主要的原因是它的谐振杆的，载ＴＥ一端是开路，一端是短路（即和接地板接连在一起），长约λ/４0Ｍ(电磁波)模，杆１到杆n都用作谐振器，同时杆１和杆n也起着阻抗变换作用。
4.电路仿真设计如图2模型选择。
采用An soft公司的Serenade设计，根据具体的技术指标、体积要求和功率容量的考虑，此滤波器采用腔体交指滤波器类型,使用切比雪夫原型来设计，用圆杆结构的物理方式来实现。
图2模型选择如图3滤波器综合指标选择。
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。
带通滤波器设计
信号与系统带通滤波器设计学生姓名：李吉凯学号：03班级： 14 光伏设计任务书1．设计目的：设计一种带通滤波器并对信号进行滤波。
一个理想的带通滤波器应当有安稳的通带，同时限制全部通带外频次的波经过。
要求做到 :1). 认识 MATLAB的信号办理技术； 2). 掌握带通滤波器的特色； 3). 掌握带通滤波器的设计和滤波办理技术。
2．设计内容和要求（包含原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：产生一个连续信号，包含低频、中频、高频重量，对其进行采样，进行频谱剖析，并设计带通滤波器对信号进行滤波办理，察看滤波后信号的频谱3．设计工作任务及工作量的要求〔包含课程设计计算说明书( 论文 ) 、图纸、实物样品等〕：1). 熟习有关采样，频谱剖析的理论知识，对信号作频谱剖析；2). 熟习有关滤波器设计理论知识，选择适合的滤波器技术指标，设计带通滤波器对信号进行滤波，对照剖析滤波前后信号的频谱；3). 实现信号频谱剖析和滤波等有关Matlab 函数；4). 写出基来源理，有关程序，获取的图表，结果剖析，总结；5). 递交课程设计说明书。
目录目的要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯81.入信号生⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯82.抽、剖析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯113.通波器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯124. 波果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯135. 程序⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14使用函数明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯17果剖析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯17心得⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯17一、设计目的要求要求产生一个连续信号，包含低频、中频、高频重量，对其进行采样，进行频谱剖析，并设计带通滤波器对信号进行滤波办理，察看滤波后信号的频谱。
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。
带通滤波器的设计
一、技术指标中心频率:40MHz通带上限:42MHz;下限:38MHz 带宽:4MHz阻带衰减:>40dB 中心频率增益：6dB 二、设计步骤①带通陡度系数：50M H z-30M H z As==542M H z-38M H z=阻带带宽通带带宽通过查图2.34,3阶巴特沃兹滤波器满足指标要求。
②查表11.1得3阶巴特沃兹低通滤波器的极点位置为： -0.5±j0.866和-1首先计算带通Q 值：0340104bp dB f M H zQ BW M H z===按下面方式将低通极点变换到带通形式。
复数极点：α=0.5 β=0.866 221C αβ=+=20.1bp D Q α==24 4.01bpC E Q =+=4.00501G ==20.018754Q ==1.000938bpQ M Q α==1.044261W M =+=038.3ra f f M Hz W==041.77rb f W f M Hz ==实数极点： α0=1，010bpQ Q α==，f r =f 0=40MHz③需要频带中心的增益为6B 。
分配到每个滤波器节的增益为2B ，对应于A 0=1.259谐Ω振频率处的增益Ar 由式（5.64）得出，并和滤波器节的设计参数汇总列入下表。
r A A = （5.64）第1节：2 5.55r QR K f cπ==Ω21 1.12a rR R K A ==Ω2122 3.472b rR R Q A ==Ω-第2节：R 2=5.08K Ω R 1a =1 K Ω R 1b =3.2Ω 第3节：R 2=2.65K Ω R 1a =1 .05K Ω R 1b =6.7Ω ⑤EWB 仿真 图如下：。
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南昌大学实验报告
学生姓名：刘阳学号：6110116158 专业班级：电子165班实验类型：□验证■综合□设计□创新实验日期：2017.12.30 实验成绩：
实验十二宽带放大电路设计与仿真
一、实验目的
1、熟悉集成运放的特性；
2、掌握运用集成运放构成有源滤波器的方法；
3、掌握电路仿真调试的原则和排除故障的方法。
二、实验要求
性能指标要求：BW（300Hz-3400Hz)、Av=4。
三、设计思路
用2个运放分别构成低通和高通滤波器就可得到带通滤波器，前者截止频率为3400Hz，后者截止频率为300Hz。
又要使Av=4，则有三种选择，即：4＝1*4＝4*1＝2*2,此实验选择4＝2*2，即低通滤波器和高通滤波器中频增益均为2。
四、仪器设备
集成运放LM324一片双踪示波器1台
信号发生器1台电阻、电容若干
五、设计电路及参数选择
1、电路工作原理
首先连接一压控电压源二阶低通滤波器，调整电路使其中频增益为2，截止频率为3400Hz，然后连接一压控电压源二阶高通滤波器调整电路使其中频增益为2, 截止频率为300Hz，最后将二者串联。
由工作原理可得实验原理图如下：
＋
图12-1实验原理图
2、电路参数的选择 压控电压源二阶低通滤波器
因为参数C C ∙=F /1K ，当1K 3400Hz F H ==，时，由截止频率，电容及参数K 的对应关系值C=0.0294uF,再由压控电压源二阶低通滤波器设计表中可得
uF 0294.0,K 752.6,K 250.2,1.126K 14321=Ω==Ω=Ω=C R R R R 。
图12-2压控电压源二阶低通滤波器
压控电压源二阶高通滤波器
同理，当1K 3400Hz F L ==，时,C 1`=0.3333uF , 由压控电压源二阶高通滤波器设计表中可得，R 1`=1.821K Ω，R 2`=1.391K Ω,C 1`=0.3333uF
图12-3 压控电压源二阶高通滤波器
3、电路理论值计算
压控电压源二阶低通滤波器
3401Hz
]C C R R 1/[2F 0.5
1121C ==）（π
2/R 1Au 34=+=R 压控电压源二阶高通滤波器
301Hz ]C C R R 1/[2F 0.5
1
121C =''''=）（π 2/R 1Au 34=+=R 带通滤波器
4Au = 301H
z F 3401H z F L H ==， 4、实验测量主要技术指标
1、压控电压源二阶低通滤波器
电路连接好后，输入i U =1V （幅值）电压时，测得幅频特性几个参数如下表：
2、压控电压源二阶高通滤波器
电路连接好后，输入i U =1V （幅值）电压时，测得幅频特性几个参数如下表：
3、带通滤波器
测得幅频特性曲线如下：
六、误差分析
实验所得数据与计算所得比较，容易发现中频增益和截止频率非常吻合，误差极小，且符合性能指标要求，因此此实验达到预期效果。
七、心得体会
通过此次实验，我进一步理解及掌握了滤波器的知识，且提高了动手能力，很多知识也在此次实验中得到了很好的应用，而且对模拟电路的分析，连接，调试，错误分析等能力有了很大的提高，尤其是当时忘了集成运放LM324应该接双电源供电，最后还是老师提醒了我，让我认识到有时候问题就出在不起眼的细节上，非常感谢此次实验给我带来的收获。
八、附实验电路图。