低通滤波器设计.doc

（科信学院） 信息与电气工程学院 电子电路仿真及设计CDIO三级项目 设计说明书 （2012/2013学年第二学期） 题 目 ： ____低通滤波器设计____ _____ _____ _ 专业班级 ： 通信工程 学生姓名 ： 学 号： 指导教师 ： 设计周数 ： 2周 2013年7月5日 题 目 ： ____低通滤波器设计____ _____ _____ _ 1 第一章、电源的设计 2 1.1实验原理： 2 1.1.1设计原理连接图： 2 1. 2电路图 4 第二章、振荡器的设计 7 2.1 实验原理 7 2.1.1 7 2.1.2定性分析 7 2.1.3定量分析 8 2.2电路参数确定 10 2.2.1确定R、C值 10 2.2.2 电路图 10 第三章、低通滤波器的设计 12 3.1芯片介绍 12 3.2巴特沃斯滤波器简介 13 3.2.1滤波器简介 13 3.2.2巴特沃斯滤波器的产生 13 3.2.3常用滤波器的性能指标 14 3.2.4实际滤波器的频率特性 15 3.3设计方案 17 3.3.1系统方案框图 17 3.3.2元件参数选择 18 3.4结果分析 20 3.5误差分析 23 第四章、课设总结 23 第一章、电源的设计 1.1实验原理： 1.1.1设计原理连接图： 整体电路由以下四部分构成： 电源变压器：将交流电网电压U1变为合适的交流电压U2。 整流电路：将交流电压U2变为脉动的直流电压U3。 滤波电路：将脉动直流电压U3转变为平滑的直流电压U4。 稳压电路：当电网电压波动及负载变化时,保持输出电压Uo的稳定。 1）变压器变压 220V交流电端子连一个降压变压器，把220V家用电压值降到9V左右。 2）整流电路 桥式整流电路巧妙的利用了二极管的单向导电性，将四个二极管分为两组，根据变压器次级电压的极性分别导通。见变压器次级电压的正极性端与负载电阻的上端相连，负极性端与负载的电阻的下端相连，使负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压。单项桥式整流电路，具有输出电压高，变压器利用率高，脉动系数小。 根据图，输出的平均电压值 即 ： 3）滤波电路 整流后的输出电压虽然是单一方向的，但还是有较大的交流成分，会影响电路的正常工作，一般在整流后，还需要利用滤波电路将脉动直流电压变为平滑的直流电压。所以需通过低通滤波电路，是输出电压平滑。 4）稳压电路 采用LM7805、LM7905三端稳压器，使输出的直流电压在电源发生波动或负载变化时保持稳定。 1. 2电路图 实物连接图 第二章、振荡器的设计 2.1 实验原理 2.1.1 RC桥式振荡电路由RC串并联选频网络和同相放大电路组成，图中RC选频网络形成正反馈电路，决定振荡频率、、形成负反馈回路，决定起振的幅值条件。 该电路的振荡频率 = （1） 起振幅值条件 （2） RC桥式正弦波振荡电路的主要特点是采用RC串并联网络作为选频和反馈网络，因此我们必须先了解它的频率特性，然后再分析这种正弦振荡电路的工作原理。 2.1.2定性分析 图XX_01 RC串并联网络如图XX_01a所示。为了讨论方便，假定输入电压 是正弦波信号电压，其频率可变，而幅值 保持恒定。如频率足够低时， ， ，此时，选频网络可近似地用图XX_01b所示的RC高通电路表示。随着w的下降，输出电压 将减小，输出电压 超前于输入电压 的相位角jf也就愈大。但超前角jf的最大值小于90°。 当频率足够高时， ， ，则选频网络近似地用图XX_01c所示的RC低通电路来表示。这是一个相位滞后的RC电路，频率愈高，输出电压 愈小，输出电压 滞后于输入电压 的相位角jf愈大。同样，滞后角jf的最大值也小于90°。 综上分析可以推出，在某一确定频率下，其输出电压幅度可能有某一最大值；同时，相位角jf从超前到滞后的过程中，在某一频率f0下必有jf=0。 2.1.3定量分析 1．电路组成 图XX_01是RC桥式振荡电路的原理电路，这个电路由两部分组成，即放大电路 和选频网络 。选频网络（即反馈网络）的选频特性已知，在 处，RC串并联反馈网络的 ， ，根据振荡平衡条件 和 ，可知放大电路的输出与输入之间的相位关系应是同相，放大电路的电压增益不能小于3，即用增益为3（起振时，为使振荡电路能自行建立振荡， 应大于3）的同相比例放大电路即