低通滤波器论文报告

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【完整版毕业论文】巴特沃斯有源低通滤波器的设计

【完整版毕业论文】巴特沃斯有源低通滤波器的设计

巴特沃斯有源低通滤波器的设计摘要随着社会科学技术的飞速发展,各种科技产品在人类社会中随处可见,极大的丰富了人们的日常生活。

物联设备、可穿戴设备以及虚拟仪器产品在各种应用和消费场合变得极为普遍。

就目前而言,在几乎所有的电子产品中,各种增益、带宽以及高性能的滤波器都发挥着至关重要的作用,例如可穿戴设备的语音信号输入系统中,运用高性能的低通滤波器进行语音信号的降噪、滤波、回声消除,来提高系统的音质和语音识别精准度等。

本论文通过对各种低通滤波器的通频带、增益和截止频率的分析,采用通频带最大扁平度技术(巴特沃斯技术)来设计实现四阶高性能低通滤波器,通过Multisum仿真软件,验证了设计的正确性。

在这基础上,本文还对如何提高该滤波器的响应速度进行了研究,提出了一种有效的提高响应速度的方案,并通过仿真软件得以验证。

这在低通滤波器的理论以及实际工程应用中,都具有非常重要的意义。

关键词:有源低通滤波器,巴特沃斯,运算放大器Design of Butterworth Active Low Pass FilterABSTRACTWith the rapid development of social science and technology, various technological products can be seen everywhere in human society, which greatly enriches people's daily lives. IoT devices, wearable devices, and virtual instrument products have become extremely common in various applications and consumer occasions. For now, in almost all electronic products, various gains, bandwidths, and high-performance filters play a vital role. For example, in the voice signal input system of wearable devices, the use of high-performance low-pass The filter performs noise reduction, filtering, and echo cancellation of the speech signal to improve the sound quality of the system and the accuracy of speech recognition.In this paper, through the analysis of the passband, gain and cutoff frequency of various low-pass filters, the maximum flatness of the passband technology (Butterworth technology) is used to design and implement a fourth-order high-performance low-pass filter, through Multisum simulation software To verify the correctness of the design. On this basis, this paper also studies how to improve the response speed of the filter, and puts forward an effective scheme to improve the response speed, which is verified by simulation software. This is of great significance in the theory of low-pass filters and in practical engineering applications.KEYWORDS:active low-pass filter,butterworth,amplifier1绪论1.1 引言在近现代的科技发展中,滤波器作为一种必不可少的组成成分,在仪器仪表、智能控制、计算机科学、通信技术、电子应用技术和现代信号处理等领域有着十分重要的作用。

低通滤波器 实验报告

低通滤波器 实验报告

低通滤波器实验报告低通滤波器实验报告引言:低通滤波器是一种信号处理中常用的滤波器,它能够通过滤除高频信号,使得低频信号能够更好地传递。

在本次实验中,我们将通过搭建一个低通滤波器电路来验证其滤波效果,并探讨其在实际应用中的意义。

实验目的:1. 了解低通滤波器的基本原理和工作方式;2. 掌握低通滤波器的搭建方法;3. 验证低通滤波器的滤波效果;4. 探讨低通滤波器在音频处理、图像处理等领域的应用。

实验装置和材料:1. 函数信号发生器;2. 电阻、电容、电感等元件;3. 示波器;4. 电源;5. 连接线等。

实验步骤:1. 搭建低通滤波器电路,根据实验要求选择合适的电阻、电容和电感等元件;2. 连接信号发生器的输出端与滤波器电路的输入端,连接示波器的输入端与滤波器电路的输出端;3. 调节信号发生器的频率和幅度,观察示波器上输出波形的变化;4. 记录实验数据,包括输入信号的频率和幅度,以及滤波器输出信号的频率和幅度;5. 分析实验结果,验证低通滤波器的滤波效果;6. 结合实际应用场景,探讨低通滤波器的应用意义。

实验结果与分析:通过实验观察和数据记录,我们可以得出以下结论:1. 当输入信号的频率超过低通滤波器的截止频率时,滤波器会滤除部分高频信号,使得输出信号的频率降低;2. 随着输入信号频率的逐渐增加,输出信号的幅度逐渐减小,表明低通滤波器对高频信号的衰减效果较好;3. 在滤波器的截止频率附近,输出信号的幅度变化较大,这是由于低通滤波器的频率响应特性所致。

实际应用:低通滤波器在实际应用中有着广泛的应用,下面以音频处理和图像处理为例进行说明。

音频处理:在音频处理中,低通滤波器可以用来消除噪声和杂音,提高音频信号的质量。

例如,在音乐录音过程中,为了保持原始音频信号的纯净度,可以使用低通滤波器滤除高频噪声,使得音频更加清晰。

图像处理:在图像处理中,低通滤波器可以用来平滑图像,去除图像中的高频细节,使得图像更加柔和。

有源低通滤波器设计报告

有源低通滤波器设计报告

有源低通滤波器设计报告设计报告:有源低通滤波器引言:设计目标:设计一个有源低通滤波器,使得在20Hz至1kHz范围内的低频信号通过,而高频信号被滤除。

设计的滤波器应具有具有以下特点:输入输出阻抗低、幅频响应平坦、相频响应线性、通频带宽大,并且灵敏度较低。

设计原理:1.确定电路拓扑结构:我们选择二阶有源低通滤波器作为设计基础。

该电路结构可以保证较好的衰减特性和较低的通频带相移。

2.确定滤波器参数:根据设计要求,在20Hz至1kHz范围内,我们选择截止频率为500Hz。

根据Butterworth滤波器的特性,我们选择3dB的通频带宽。

根据传递函数的形式确定电容和电阻的数值。

3.运算放大器选择:为了使得设计达到较低的灵敏度,我们选择了具有高增益、高带宽和低噪声的运算放大器。

实施步骤:1.根据所选择的拓扑结构和滤波器参数,绘制电路设计图。

2.计算电容和电阻的数值,并选择标准值组件,进行原型测量。

3.利用示波器和信号发生器进行测量,得到幅频响应曲线和相频响应曲线。

结果分析:根据实验结果,我们得到了满足设计要求的有源低通滤波器。

1.幅频响应平坦性分析:从测得的幅频响应曲线可以看出,在20Hz至1kHz范围内,滤波器的增益相对稳定,变化幅度不大。

滤波器的通频带宽也接近设计要求的3dB带宽。

2.相频响应线性分析:通过测得的相频响应曲线可以看出,滤波器的相位变化较小,频率响应几乎是线性的。

3.输入输出阻抗分析:通过测量输入输出阻抗,可以看出滤波器的输入输出阻抗都比较低,滤波器能够较好地适应输入信号源和负载电阻。

总结:本设计报告介绍了有源低通滤波器的设计原理、实施步骤和结果分析。

通过设计和实验,我们验证了设计的滤波器达到了要求的性能指标。

有源低通滤波器在许多电子电路中起到了重要作用,例如音频放大器、通信系统等。

通过深入理解和掌握滤波器的设计原理和实施步骤,我们能够更好地应用滤波器于实际应用中,提高电路的性能和可靠性。

低通滤波器论文-切比雪夫型

低通滤波器论文-切比雪夫型

低通滤波器设计1 选题背景1.1 引言本节内容包括:题目来源、研究的目的和意义、当前的研究情况、滤波器的发展与趋势、论文研究的问题、应达到的技术指标要求及应解决的主要问题等。

人类正在进入信息时代,信号处理与滤波器设计是信息科学技术领域中一个不可或缺的重要内容。

然而半个世纪以来,滤波器的设计的基本理论一直没有改变,现有的技术都只支持一种滤波器实现方法,像无源LRC滤波器、有源RC滤波器、数字滤波器、开关电容滤波器,从指标要求到实际设计的第一步,都是基于O.J.Zoble,R.M.Foster等许多前人的基础工作。

由此而产生的设计理论导致了滤波器设计的初始设计的方程化;把给定的指标转化为S域或z域的传递函数,或转化为LC滤波器结构。

进行到这一步时,设计者可以选择滤波器类型,如切比雪夫滤波器,巴特沃思滤波器,椭圆滤波器或其他类型。

选择什么类型有以下因素决定:滤波器阶数决定、群延迟、带内波纹、带边选择性,易于调试性及其它一些相关要求。

1.2 研究的目的及意义当今世界电子信息领域中的任何重大突破,都与微波技术的发展与进步息息相关。

微波在无线电波波谱中占有很宽的频谱,因其具有似光性、穿透性、宽频带特性、抗低频干扰特性等有点而在国民经济和国防建设中发挥着不可替代的作用,微波的应用主要在于作为信息载体的应用和微波能的应用[1-2-3-4]。

切比雪夫低频滤波器是一种二端口网络。

它具有选择频率的特性,即可以让某些低频信号顺利通过,而对其它频率则加以阻拦,目前由于在雷达、微波、通讯等部门,多频率工作越来越普遍,对分隔频率的要求也相应提高;所以需用大量的切比雪夫低频滤波器。

微波在通迅、雷达、航空、无线电天文学、医疗器械等领域都得到了广泛的应用。

在目前的实际应用中,雷达、微波通讯、移动通讯等部门多频率、多通道工作的要求越来越普遍,对分隔频率的要求也越来越高,所以需要大量的微波滤波器,已使不同的频率滤除或通过。

随着滤波器在微波领域的广泛应用,在微波领域内,已经迫切需要大量的高性能、小尺寸、重量轻、低成本的滤波器。

低通滤波器实验报告

低通滤波器实验报告

一、实验目的1. 了解低通滤波器的基本原理和设计方法;2. 掌握低通滤波器的性能指标,如截止频率、通带增益、阻带衰减等;3. 学会使用实验仪器对低通滤波器进行测试和调整;4. 培养实验操作能力和数据分析能力。

二、实验原理低通滤波器是一种允许低频信号通过而抑制高频信号的电子滤波器。

根据滤波器的设计方法,低通滤波器可分为有源低通滤波器和无源低通滤波器。

1. 有源低通滤波器:由运算放大器、电阻和电容等元件组成,具有电路简单、易于调整等优点。

其基本原理是利用电容的充放电特性来实现信号的低通功能。

2. 无源低通滤波器:由电阻和电容等元件组成,无源滤波器不具备放大作用,但其电路结构简单,成本较低。

其基本原理是利用电容和电阻的阻抗特性来实现信号的低通功能。

三、实验仪器与设备1. 信号发生器:提供不同频率和幅值的正弦波信号;2. 示波器:观察和分析滤波器输出信号的波形和幅度;3. 函数信号发生器:提供正弦波、方波、三角波等信号;4. 电阻、电容等元件:组成低通滤波器电路;5. 万用表:测量电路中的电压和电流。

四、实验内容与步骤1. 设计有源低通滤波器电路,确定滤波器参数(截止频率、通带增益等);2. 组装电路,连接信号发生器和示波器;3. 输入不同频率的正弦波信号,观察滤波器输出信号的波形和幅度;4. 调整电路参数,使滤波器满足设计要求;5. 测量滤波器的性能指标,如截止频率、通带增益、阻带衰减等;6. 对实验结果进行分析和总结。

五、实验结果与分析1. 有源低通滤波器电路如图1所示,其中R1、R2、C1、C2为电路元件。

图1 有源低通滤波器电路2. 输入频率为1kHz的正弦波信号,观察滤波器输出信号的波形和幅度。

如图2所示。

图2 输入频率为1kHz的滤波器输出信号3. 输入频率为10kHz的正弦波信号,观察滤波器输出信号的波形和幅度。

如图3所示。

图3 输入频率为10kHz的滤波器输出信号4. 调整电路参数,使滤波器满足设计要求。

低通滤波器设计实验报告

低通滤波器设计实验报告

低通滤波器设计实验报告低通滤波器设计实验报告引言滤波器是信号处理中常用的工具,它可以通过去除或削弱信号中的某些频率成分,实现信号的滤波和频率选择。

低通滤波器是一种常见的滤波器类型,其作用是通过允许低频信号通过,同时阻止高频信号的传递。

本实验旨在设计和实现一个低通滤波器,并对其性能进行评估。

实验步骤1. 设计滤波器的频率响应首先,我们需要确定滤波器的截止频率。

截止频率是指低通滤波器开始阻止高频信号通过的频率。

根据实际需求,我们选择了一个截止频率为1kHz的低通滤波器。

2. 选择滤波器类型在设计滤波器时,我们需要选择适当的滤波器类型。

常见的低通滤波器类型包括巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器和椭圆滤波器等。

根据实验要求,我们选择了巴特沃斯滤波器,因为它具有平坦的频率响应和较小的幅度波动。

3. 计算滤波器参数根据所选的滤波器类型和截止频率,我们可以计算出滤波器的相关参数。

巴特沃斯滤波器的参数包括阶数和截止频率。

阶数决定了滤波器的陡峭程度,而截止频率决定了滤波器的截止特性。

通过计算和调整这些参数,我们可以得到所需的滤波器性能。

4. 搭建电路并测试根据计算得到的滤波器参数,我们搭建了一个RC低通滤波器电路。

该电路由一个电阻和一个电容组成,通过调整它们的数值可以实现不同的截止频率。

我们将输入信号连接到滤波器电路的输入端,然后将输出信号连接到示波器上进行观测。

实验结果经过实验测试,我们得到了滤波器的频率响应曲线。

在截止频率1kHz附近,滤波器的传递函数呈现出较小的幅度衰减和相位延迟。

随着频率的增加,滤波器的幅度衰减逐渐增加,相位延迟也逐渐增大。

这表明滤波器能够有效地滤除高频信号,保留低频信号。

讨论与分析在设计滤波器时,我们需要权衡滤波器的性能和复杂度。

较高的阶数可以实现更陡峭的滤波特性,但也会增加电路的复杂度和成本。

因此,我们需要根据实际需求选择适当的阶数和截止频率。

此外,滤波器的频率响应还受到电阻和电容的误差以及元件的非线性等因素的影响。

2024绝对的低通滤波器设计报告

2024绝对的低通滤波器设计报告

2024绝对的低通滤波器设计报告一、引言滤波器是信号处理中的重要部分,它用于对信号进行频率选择,将不需要的频率成分滤除,从而得到所需的信号。

在这篇报告中,我们将介绍2024年设计的一种绝对的低通滤波器。

二、设计原理低通滤波器的作用是只允许低频信号通过,滤除高频信号。

设计绝对的低通滤波器的关键是在截止频率以下能产生最小幅值误差。

在2024年,我们利用了数字滤波器设计的技术来实现这一目标。

在数字滤波器的设计中,我们首先将连续时间信号转换为离散时间信号,然后通过数字滤波器对其进行处理。

绝对的低通滤波器设计中,我们选择了一种叫做有限脉冲响应(FIR)滤波器的设计方法。

FIR滤波器的特点是其冲激响应是有限长度的,而且能够提供线性相位响应。

这些特性使得FIR滤波器非常适合绝对低通滤波器的设计。

三、设计步骤1.确定截止频率:根据设计要求,我们选择了一个合适数值作为截止频率。

在本次项目中,我们设计的低通滤波器的截止频率为1000Hz。

2.计算滤波器的长度:FIR滤波器的长度会影响滤波器的性能,包括截止频率下的幅值误差等。

为了得到绝对的低通滤波器,我们需要选择一个适当的滤波器长度。

经过实验和计算,我们得到了一个长度为64的滤波器。

3.设计滤波器的冲激响应:根据滤波器的长度和截止频率,我们使用数学方法设计了一个68点的冲激响应。

4.将冲激响应转换为滤波器的传递函数:利用傅里叶变换的性质,我们将冲激响应转换为频域的传递函数。

5.实现滤波器:将传递函数导入到一些软件或硬件平台,通过编程或硬件电路的方式,将低通滤波器实现。

四、结果与讨论通过上述设计步骤,我们成功地设计了一种绝对的低通滤波器。

下面是我们对滤波器性能进行的实验和测试。

1.幅值响应:我们输入了一个包含多个频率成分的信号,然后使用设计的滤波器进行滤波。

经过滤波后,我们测得滤波器在截止频率以下的频率范围内具有最小幅值误差。

这表明我们的滤波器设计达到了预期效果。

2.相位响应:通过测量滤波器对不同频率信号的相位延迟,我们发现滤波器具有线性相位响应,这对于一些应用而言非常重要。

大连理工大学城市学院模拟电子电路课程设计低通滤波器报告范文

大连理工大学城市学院模拟电子电路课程设计低通滤波器报告范文

大连理工大学城市学院模拟电子电路课程设计低通滤波器报告范文第一章设计任务1.1项目名称:低通滤波器本项目的主要内容是设计并实现一个压控低通滤波器,其上限频率为1500赫兹,并满足带外每十倍频程大于40分贝衰减的要求。

该电路运用了所学的大部分模拟电子电路知识。

1.2项目设计说明本项目主要用来实现设计题通滤波器。

1.2.1设计任务和要求设计一个压控低通滤波器,其上限频率为1500赫兹,并满足带外每十倍频程大于40分贝衰减的要求。

1.2.2进度安排1.3项目总体功能图第二章需求分析2.1问题基本描述将RC无源低通滤波器的输出端接同相比例运算电路的输入端即可构成一个一阶低通滤波器。

2.2系统问题分解及功能基本要求1)实现低于fp2的信号能够通过设计一个RC低通滤波器,使得其截止频率为fp2,即当有信号输入时,只有低于fp2的信号可以通过,高于fp2的信号将被过滤掉。

2)实现高于fp1的信号能够通过设计一个RC高通滤波器,使得其截止频率为fp1,即当有信号输入时,只有低于fp1的信号可以通过,高于fp1的信号将被过滤掉。

3)压控电压源二阶带通滤波电路设计运算放大器设计为同相接法,滤波器的输入阻抗较高,输出阻抗较低,滤波器相当于一个电压源。

其优点是:电路性能稳定,增益容易调节。

24)无限增益多路负反馈二阶带通滤波电路设计运算放大器为反相接法,由于放大器的开环增益无限大,反相输入端可视为虚地,输出端通过电容和电阻形成两条反馈支路。

其优点是:输出电压与输入电压的相位相反,元件较少,但增益调节不方便。

5)滤波器的阶数的设计滤波器的阶数是指在滤波器的传递函数中有几个极点.阶数同时也决定了转折区的下降速度,一般每增加一阶(一个极点),就会增加一20dBDec(一20dB每十倍频程)。

要设计二阶滤波器,即设计的电路电压增益在过渡带下降速率为40dB/十倍频。

2.3设计原理将RC无源低通滤波器的输出端接同相比例运算电路的输入端即可构成一个一阶低通滤波器。

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目录引言 (1)一设计任务和要求 (1)1.1设计任务 (1)1.2设计要求 (1)二滤波器的设计原理依据及元器件的选择 (1)2.1滤波器的介绍 (1)2.2 有源滤波器的设计 (2)2.3滤波器类型及阶数的选择 (2)2.4 Ua741的封装介绍 (5)三multisim辅助设计及修正 (6)结束语 (7)引言课程设计是理论联系实际的重要实践教学环节,是对学生进行的一次综合性专业设计训练。

本次课程设计意在培养学生正确的设计思想方法以及思路,理论联系实际的工作作风,严肃认真、实事求是的科学态度,培养学生综合运用所学知识与生产实践经验,分析和解决工程技术问题的能力。

作为一名大学生不仅需要扎实的理论知识,还需要过硬的动手能力,所以认真做好课程设计,对提高我们的动手能力有很大的帮助做到。

一设计任务和要求1.1设计任务设计一个有源低通滤波器。

1.2设计要求(1)截止频率fc=3KHz;(2)增益Av=1;(3)阻带衰减速率大于等于40dB/10倍频程;(4)调整并记录滤波器的性能参数及幅频特性。

二滤波器的设计原理依据及元器件的选择2.1滤波器的介绍滤波器是一种用来消除干扰杂讯的器件,将输入或输出经过过滤而得到纯净的直流电。

对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电路,就是滤波器,其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频率。

滤波器分为无源滤波器与有源滤波器两种:①无源滤波器:由电感L、电容C及电阻R等无源元件组成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。

低通滤波器是一个通过低频信号而衰减或抑制高频信号的部件。

理想滤波器电路的频响在通带内应具有一定幅值和线性相移,而在阻带内其幅值应为零。

但实际滤波器不能达到理想要求。

为了寻找最佳的近似理想特性,本文主要着眼于幅频响应,而不考虑相频响应。

一般来说,滤波器的幅频特性越好,其相频特性越差,反之亦然。

滤波器的阶数越高,幅频特性衰减的速率越快,但RC 网络节数越多,元件参数计算越繁琐,电路的调试越困难。

任何高阶滤波器都可由一阶和二阶滤波器级联而成。

对于n 为偶数的高阶滤波器,可以由2n节二阶滤波器级联而成;而n 为奇数的高阶滤波器可以由21n 节二阶滤波器和一节一阶滤波器级联而成,因此一阶滤波器和二阶滤波器是高阶滤波器的基础。

2.2 有源滤波器的设计有源滤波器的设计,就是根据所给定的指标要求,确定滤波器的阶数n ,选择具体的电路形式,算出电路中各元件的具体数值,安装电路和调试,使设计的滤波器满足指标要求,具体步骤如下:(1)根据阻带衰减速率要求,确定滤波器的阶数n 。

(2)选择具体的电路形式。

(3)根据电路的传递函数和归一化滤波器传递函数的分母多项式,建立起系数的方程组。

(4)解方程组求出电路中元件的具体数值。

(5)安装电路并进行调试,使电路的性能满足指标要求。

2.3滤波器类型及阶数的选择根据设计要求,我们选择巴特沃斯(butterworth )滤波电路。

巴特沃斯滤波器的幅频响应在通带中具有最平幅度特性,但是通带到阻带衰减较慢。

由于要求为-40dB/十倍频程,选择二阶有源低通滤波器电路,即n=2。

有源2阶低通滤波器电路如图2.1所示,其中的电容C 原来是接地的,现在接到输出端。

显然C 的改接没有影响通带的增益。

压控电压源二阶滤波器电路的特点是:运算放大器为同相接法,滤波器的输入阻抗很高,输出的阻抗很低,滤波器相当于一个电压源,其优点是电路性能稳定,增益容易调整。

有源低通滤波器图2.1注释:上图中uA741的“+”和“-”位置错了。

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 >>fc 时(fc 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。

巴特沃斯低通滤波器的幅频特性为: n c uo u A j A 21)(⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ωωω , n=1,2,3,. . . n c uo u A j A 211)(⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ωωωButterworth 的二阶归一化传递函数为:H (s )=1/(s*s+1.414*s+1);它的化归一化传递函数可以表示成两个多项式的比:222)(c cc uo u s Q s A s A ωωω++=A(s) (2–1)其中A uo 为通带内的电压放大倍数,ωC 为截止角频率,Q 为品质因子。

从(1)式中可知,当ω=0时,(1)式有最大值1;ω=ωC 时,(1)式等于0.707,即A u 衰减了3dB ;c c f C C R R πω212121==; (2–2)Av=1+R4/R3; (2–3)表2.1Av=1,根据公式(2–3),选择R3≈∞,R4≈0;为了得到相对应的电阻值,需要算出K 值,用K 值乘以相应的R ′得到R ;而K=100/(fc*C) (2–4)注释:C 以uf 作为单位,fc 以hz 为单位。

K 值不能太大,否则会使电阻的取值较大,从而使引入的误差增加,通常选择1《 K 《10.本次课程设计我们取K=4.9,由公式(2–4)及表1中Av=1得fc=3000hz ,C ≈0.006802uf ,C1≈0.002245uf 。

取标准值为C=6800pf ,C1=2200pf ;R1=1.422*4.9=6.9678取R1为6.8K ,R2=5.399*4.9=26.45取R1为27k ,R3=0,R4≈∞;公式验证法:当A f =1时,先取R1=6.97 KΩ R2=26.45 KΩ R3开路 R4为0,然后再计算C 1和C 2。

由2212111)1(11C R A C R C R Q uo c -++=ω2*10*3*23π= 算出C1=6791pF 约等于6800pF 再由c c f C C R R πω212121===310*3*2π算出C2=2247pF 约等于2200pF意思当R1=6.8k ,R2=27K ,C=6800pf ,C1=2200pf 时,Av=1,fc=3.037Khz ,衰减达到-3dB ,符合设计理论要求。

代入设计值得到的简化电路图2.2理论要求所得到的有源低通滤波器图2.2所用到的元器件清单看附录表2.4 Ua741的封装介绍图2.3Ua741管脚图为图2.3。

ua741芯片是高增益运算放大器,常用于军事,工业和商业应用.这类单片硅集成电路器件提供输出短路保护和闭锁自由运作。

第2管脚是负输入端;第3管脚是同相端输入端;第4和第7管脚分别为负直流源和正直流源输入端;第6管脚为输出端;第8管脚是悬空端;第1管脚和第5管脚是为提高运算精度。

在运算前,应首先对直流输出电位进行调零,即保证输入为零时,输出也为零。

当运放有外接调零端子时,可按组件要求接入调零电位器R3,调零时,将输入端接地,调零端接入电位器R3,用直流电压表测量输出电压Uo,细心调节R3,使Uo为零(即失调电压为零)。

对于uA741运放可按图2.4所示电路进行调零(本次设计没有用到调零电路,所用到的电子元器件看附件图)。

Ua741调零电路图2.4如果一个运放如不能调零,大致有如下原因:(1)组件正常,接线有错误。

(2)组件正常,但负反馈不够强,为此可将其短路,观察是否能调零。

(3)组件正常,但由于它所允许的共模输入电压太低,可能出现自锁现象,因而不能调零。

为此可将电源断开后,再重新接通,如能恢复正常,则属于这种情况。

(4)组件正常,但电路有自激现象,应进行消振。

(5)组件内部损坏,应更换好的集成块。

三multisim辅助设计及修正通过multisim仿真软件对上述电路进一步修正,修正的结果为图3.1:6.8kmultisim仿真电路图3.1其频域仿真结果为图3.2:multisim仿真得到的频域图3.2右图所示,仿真出来的效果基本达到设计要求。

结束语这次的课程设计总的来说并不是特别容易,虽然我们在课堂上学到了不少有用的知识,可真正实践起来就发现自己缺少的太少。

在完成这次实践时,我到图书馆来找过资料,也上网差了不少资料,在查找和阅读的过程中真的学到不少的知识,让我对multisim仿真的过程,以及滤波器的原理的认识更加深刻,也更加全面。

在设计电路过程中,理论知识很重要,理论知识决定了设计的方法,设计电路的成败。

所以需要查找很多资料,需要足够的耐心、细心去研究问题,解决问题。

同时还必须有实事求是地分析问题的态度,知道理论与实际是有一些差别的。

认清问题是前提,分析问题才是关键,只有认真地去分析问题才能更好的解决问题,分析问题时必须具备细心,耐心,恒心和毅力,同时还必须做到科学地具体地实事求是地分析问题。

调试的过程中要有平和的心态,遇见问题是非常正常的,要做的就是多做比较和分析,逐步的排除可能的原因,要坚信“凡事都是有办法解决的”和“问题出现一定有它的原因”,这样最后一定能调试成功。

这次的课程设计让我们更加深刻的体会到实践的重要性,平时我们多是学习理论知识,上机实践的机会少,自己也少练习,在实践方面确实欠缺不少,需要我们今后加强练习。

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