1. 研究目的与意义(文献综述)
1.1、选题目的和意义
滤波器是一种能使有用频率信号通过,而同时抑制或阻止无用频率信号通过的电子电路。工程上常用做信号处理、数据传送和抑制干扰等。
按滤波器组成的元件不同可以分为无源滤波器和有源滤波器;以往模拟滤波器主要采用无源r、l和c组成,无源滤波器仅由无源器件——电阻、电容和电感构成(r、c、l);20世纪60年代以来,集成运算放大器得到了迅速的发展,由它和r、c组成的有源滤波电路。有源滤波器由无源元件和有源元件——双极型三极管、单极型三极管、集成运算放大器构成,具有不用电感、体积小、重量轻等优点。r和c可以采用分立的电阻和电容元件,也可以采用集成工艺制作,例如20世纪80、90年代逐步发展起来的开关电容滤波器就是采用全集成工艺制作有源滤波器。此外,由于集成运算放大器的开环电压增益和输入阻抗均很高,输出阻抗又很低,构成有源滤波器后还具有一定的电压放大和缓冲作用。但是,集成运算放大器的带宽有限,所以有源滤波器的最高工作频率受运算放大器的限制,这种滤波器主要用于低频范围。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,已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. 研究的基本内容与方案
2.1、设计的内容及目标
本次设计主要利用RC串并联来组成各种频率的滤波电路,选用放大增益大于80dB以上的集成运放,实现低通滤波、高通滤波和带通滤波的功能,电路实现后测量出各个电路的滤波特性。
(1) 设计二阶RC有源低通滤波器:上限截止频率fH=400HZ,品质因数Q=0.7,阻带衰减不小于40dB/十倍频;
(2) 设计二阶RC有源高通滤波器:下限截止频率fL=2kHZ,品质因数Q=0.7,阻带衰减不小于40dB/十倍频;
(3) 设计二阶RC有源带通滤波器:上限截止频率fH=1.6kHZ,下限截止频率fL=800HZ,通带电压增益Aup=4,阻带衰减不小于40dB/十倍频;
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图2-2 设计流程图
(1)低通滤波器采用的是有源二阶压控型低通滤波电路,该电路在fH附近既带有正反馈而又不造成自激振荡,可以提高电压增益,使f=fH附近的对数幅频特性接近理想的水平线。
图2-3 有源二阶压控型低通滤波电路 (2)高通滤波器采用的是有源二阶压控型高通滤波电路。 图2-4 有源二阶压控型高通滤波电路 (3)带通滤波器采用的是级联的方式,由低通RC环节和高通RC环节组合而成,要将高通的下限截止频率fL设置为小于低通的上限截止频率fH 。
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3. 研究计划与安排
3、进度安排
第1周~第2周: 了解毕业设计的内容,查阅相关资料,;
第3周~第4周: 确定设计方案,提交开题报告;
4. 参考文献(12篇以上)
4、参考文献
[1] 胡飞跃. 模拟电子电路基础[m]. 电子工业出版社, 2013.
[2] 陈一民, 魏东, 周渡海,等. 美国明尼苏达大学电路与电子技术实践教学研究[j]. 实验技术与管理, 2013(8):175-178.
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