TT滤波器分析与设计.docx

《现代电路理论与设计》课程实验报告实验名称TT滤波器分析与设计实验日期2015-10-30班级研15-2班学号2015200236姓名汪瑶指导老师评分一、实验内容1、TT滤波器电路组成图7.1原理图2.TT滤波器转移函数及设计方程图7.1所示电路的方程为从V1处输出时是一个带通滤波器，其带通转移函数V1(s)/Vi(s)为它的中心频率w0和Q值分别为中心频率处的增益为HB=-G1i/G11。从V2处输出时是一个低通滤波器，其低通转移函数V2(s)/Vi(s)为它的极点频率和Q值与带通相同，它在极点频率处的增益为HL=G1i/G12。二、实验目的（1）帮助学生理解滤波器的设计过程，掌握基本的设计技巧；（2）帮助学生学习并使用电路仿真软件；（3）借助仿真软件，分析和设计滤波器。三、实验过程1、理论计算①取C11=C22=C=1nF。②由wp=10000rad/s，Q=1/√2，根据上述公式，可求得R1i=7.07kR11=R12=70.7kR21=141.4k③与反相器有关的电阻，取R1=R2=1k2、仿真步骤（1）按照电路图，选好元器件，并按理论计算设定元件值，搭建好仿真电路。如下图6.2所示：图7.2仿真电路图（2）设置仿真参数，如下图7.3所示：图7.3仿真参数设置运行仿真，得到如下图7.4所示：图7.4 V1和V2输出波形图（3）改变C11值。采用参数扫描方式，让C11的值从0.2n到1.4n，每0.2n取一次值。设置参数扫描后的波形如图7.5所示，图7.5改变参数C11的波形变化（4）改变C22值。采用参数扫描方式，让C22的值从0.2n到1.4n，每0.2n取一次值。设置参数扫描后的波形如图7.6所示图7.6改变参数C22的波形变化（5）改变R1i值。采用参数扫描方式，让R1i的值5.07k到9.07k，每1k取一次值。设置参数扫描后的波形如图7.7所示图7.7改变参数R1i的波形变化（6）改变R12值。采用参数扫描方式，让R12的值从50.7k到90.7k，每10k取一次值。设置参数扫描后的波形如图7.8所示图7.8改变参数R12的波形变化（7）改变R21值。采用参数扫描方式，让R21的值从101.4k到200.4k，每20k取一次值设置参数扫描后的波形如下图7.9所示图7.9改变参数R21的波形变化（8）改变R11值。采用参数扫描方式，让R11的值从50.7k到90.7k，每10k取一次值。设置参数扫描后的波形如下图7.10所示图7.10改变参数R11的波形变化四、实验结果分析由图7.4可看出，TT滤波器可以实现低通滤波和带通滤波两种滤波方式，我们可以根据需要，选择不同的输出端口，来实现不同的滤波功能。由图7.5可看出，随着电容C11的值由小变大，带通功能端口的输出波形，中心频率逐渐减小，通带宽变窄，且高频段变化更为明显；低通功能端口的输出波形，截止频率变化不是很大，Q值逐渐增大，波形的过渡带明显减小，因此，在此处考虑Q值的大小，就很有意义，我们若需要降低过渡带，应该选择高Q值，即此处C11应该适当大（不考虑带通功能）。由图7.6可看出，随着电容C22的值由小变大，带通功能端口的输出波形，中心频率向左移动，且移动距离逐渐减小，通带带宽逐渐变宽，此时，低频段变化更为明显；低通功能端口的输出波形，截止频率明显减小，Q值也逐渐减小，若需要通带平缓，则选择图中中间的波形（如第四条波形）。由图7.7可看出，随着电阻R1i的值由小变大，带通功能端口的输出波形，中心频率和通带大小基本不变，仅输出波形的峰值逐渐减小；低通功能端口的输出波形，截止频率和Q值大小变化不是很大，只是通带输出增益逐渐减小。由图7.8可看出，随着电阻R12的值由小变大，带通功能端口的输出波形，中心频率逐渐减小，通带宽基本不变，且低频段变化更为明显；低通功能端口的输出波形，截止频率变化不是很大，Q值逐渐减小，波形的过渡带无明显变化，但输出增益逐渐增大，因此，在此处考虑Q值的大小，意义不大，我们若需要调节输出增益，调节此处R12较好（不考虑带通功能）。由图7.9可看出，随着电阻R21的值由小变大，带通功能端口的输出波形变化规律同改变R12相似；低通功能端口的输出波形，截止频率变化不是很大，Q值逐渐减小，波形的过渡带增大，因此，在此处考虑Q值的大小，有一定的意义，我们若需要降低过渡带，应该选择高Q值，即此处R21应该适当小（不考虑带通功能）。由图7.10可看出，随着电阻R3的值由小变大，带通功能端口的输出波形，中心频率基本不变，通带宽变窄，且输出增益逐渐增大；低通功能端口的输出波形，截止频率变化不是很大，Q值逐渐增大，波形的过渡带明显减小，因此，在此处考虑Q值的大小，就很有意义，我们若需要降低过渡带，应该选择高Q值，即此处R11应该适当大（不考虑带通功能）。