带通带阻滤波分解.docx

黄 冈 师 范 学 院实验课程设计报告课程: 《电子技术综合实验（二）》题目: 程控滤波器设计与制作专业班级：电子信息工程2012级学号： 2014222020305学生姓名：指导教师：完成日期:2015 年 6 月滤波器设计专业：电子信息工程 班级：201203班 作者：胡斯哲 指导老师：谢伟摘要在工业场合，电子电力系统中，电路会受到杂波的干扰，所以滤波器在电路中应用十分广泛。本论文是基于Proteus设计并实现有源带通滤波器和有源带阻滤波器，对有源滤波器的设计方法进行了详细的分析，实现了六阶巴特沃斯带通和带阻滤波器设计，用仿真软件Proteus对设计结果进行了仿真与分析，并将仿真结果与实际测量结果进行了对比分析。关键词：PROTEUS；巴特沃斯；带通滤波器；带阻滤波器目录摘要1目录21、绪论31.1滤波器的发展阶段31.2课题研究的背景32、原理分析43、设计框图54、滤波设计系统设计64.1方案比较64.2技术参数确定和设计步骤74.3Proteus仿真波形及频率响应图84.3.1低通滤波器84.3.2高通滤波94.3.3带通仿真104.3.4带阻滤波器104.4实验数据115、结束语126、参考文献13附录一14附录二161、绪论1.1滤波器的发展阶段电容滤波器是由电路元件相互连接构成的一种选频网络。从1915年Wagner和Campbell分别首次提出滤波器的概念以来，滤波器经历了无源分立RLC元件、集成线性元件/混合集成电路和单片全集成电路的发展历程，取得了长足的进步。随着滤波器理论的发展，特别是1977年美国加州大学Berkeley分校的学者组成的研究小组集成了第一片单片MOS开关电容滤波器，开关电容滤波器成为了滤波器理论中十分活跃的分支，受到了电路理论工作者和集成电路设计者的广泛关注。开关电容滤波器(SCF)电路其核心部分由模拟开关、电容器和运算放大器组成，其传输函数系统特性取决于电容容量比的准确性，易于用MOS工艺实现。因此，70年代末，MOS工艺发展迅速，MOS器件在速度、集成度、相对精度控制和微功率等方面都有独特的优势，为开关电容滤波器电路的迅速发展提供了很好的条件。国际上，70年代末至80年代中是SCF大发展时期，完成了从原理、结构探讨至工业化过程，并被广泛应用于通讯等领域。国内在70年代有我国自主知识产权的电子产品。目前，开关电容滤波器正向着集成度更高，功耗更低以及精度更好的方向发展，出现了很多的新方法来设计低电压、低功耗、低电容比和运放增益灵敏度的SC滤波器。而随着开关电容滤波器设计技术的日加成熟，开关电容滤波器的应用也更加广泛.从无限通讯到视频应用，再到集成电路设计，开关电容滤波器都越来越多的发挥着重要的作用。1.2课题研究的背景?随着滤波系统在各类电子装置中的普遍使用，普通的滤波器在工作时产生的误差，会影响整个系统的精确度。低精度的滤波器在使用时会造成很多不良后果，世界各国纷纷对滤波器提出了不同要求并制定了一系列的产品精度标准。只有满足产品标准，才能够进入市场。??????随着经济全球化的发展，满足国际标准的产品才能获得进出的通行证。传统滤波器功能单一，调节精度不高，人机界面不友好，而且经常跳变，使用麻烦。随着集成电路技术的发展，目前已有高阶专用的开关电容滤波器芯片，但其价格高，电路噪声也不尽如人意，此外还存在信号混叠问题。?滤波系统是目前滤波器的不足提出的，数字化能够减少生产过程中的不确定因素和人为参与的环节数，有效地解决电源模块中诸?如可靠性、智能化和产品一致性等工程问题，极大地提高生产效率和产品的可维护性。2、原理分析1、有源ＲＣ低通滤波器的设计（LP）下图为有源二阶低通滤波器的电路图和幅频特性曲线图。其幅频特性顶部平坦，但其过渡带的陡度只有－40分贝/十倍频程，滤波效果不理想。若将三个二阶滤波器串联，就可构成一个6阶有源低通滤波器，其幅频特性顶部与二阶有源低通滤波器一样，但其过渡带的陡度有－120分贝/十倍频程，滤波效果非常好，接近理想特性。图12、有源ＲＣ高通滤波器的设计（HP）将有源ＲＣ低通滤波器中的电阻和电容对换，即可实现有源ＲＣ高通滤波器。电路如图-2。图-23、有源ＲＣ带通滤波器的设计（BP）将有源ＲＣ高通滤波器和有源ＲＣ低通滤波器进行串联来实现有源RC带通滤波器。4、有源ＲＣ带阻滤波器的设计（BE）将有源ＲＣ高通滤波器和有源ＲＣ低通滤波器进行串联来实现有源RC带通滤波器。有源ＲＣ带通滤波器和有源ＲＣ带阻滤波器是由有源ＲＣ低通滤波器、有源ＲＣ高通滤波器的串联、并联构成的，因此系统设计的关键是有源ＲＣ高通滤波器和有源ＲＣ低通滤波器。其性能的好坏影响到有源ＲＣ带通滤波器、有源ＲＣ带阻滤波器的性能。3、设计框图图3通过切换开关选择高通和低通滤波器。k2、k3、