湖南工学院语音滤波课程设计.doc

湖南工学院 课程设计说明书 课题名称：语音滤波器 专业名称： 学生班级： 学生姓名： 学生学号： 指导教师： 课程设计任务书 （一）设计目的 1、学习有源滤波电路的设计方法； 2、掌握二阶RC有源滤波器性能参数的测试技术。 （二）设计要求和技术指标 1、技术指标： 截止频率，，，阻带衰减速率为 2、设计要求 设计一个能满足要求的二阶有源滤波电路； 要求绘出原理图，并用Protel画出印制板图； 根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数； 在万能板或面包板或PCB板上安装好电路并调试； 测量滤波器的性能参数：截止频率、带内增益和阻带衰减速率； 用EWB对电路仿真，并打印出幅频特性和相频特性曲线； 拟定测试方案和设计步骤； 写出设计性报告。 3、设计扩展要求 （1）能对信号进行频谱分析和失真分析； （2）能对失真度进行测量。 （三）设计提示 1、电路可采用一级二阶低通与一级二阶高通滤波电路级联； 2、电路根据二阶滤波器（巴特沃斯响应）设计表设计，采用压控电压源电路； 3、在测试过程中，若某项指标偏差较大，则应根据设计表调整修改相应元件的值。 4、设计用仪器设备 （1）数字电压表 （2）面包板或万能板 （3）智能电工实验台 5、参考书： 《电子线路设计·实验·测试》谢自美主编 华中科技大学出版社 《电子技术基础（模拟部分）》 康华光主编 高等教育出版社 6、设计用主要器件 741两块，电阻、电容若干 （四）设计报告要求 1、选定设计方案； 2、拟出设计步骤，画出电路，分析并计算主要元件参数值； 3、列出测试数据表格。 （五）设计总结 1、总结有源滤波器的设计方法和运用到的主要知识点； 2、总结有源滤波器性能参数的测试方法。 目录 第一章 概 述 1 1.1 滤波器的简述 1 1.2 模拟滤波器的传递函数与频率特性 1 1.3 滤波器的主要特性指标 3 第二章 方案设计与论证 6 2.1 确定设计思路 6 2.2 确定设计方案 6 2.3 论证 7 第三章 元器件选取及计算 8 3.1 参考公式 8 3.2 元器件参数选取 8 第四章 仿真测试与性能分析 11 4.1 仿真电路图 11 4.2 幅频特性 12 4.3 相频特性 13 4.4 误差分析 14 第五章 实物性能测试与误差分析 15 5.1 性能测试 15 5.2 主要指标的计算 16 5.3 误差分析 17 第六章 问题与结论 18 6.1 遇到的问题 18 6.2 结论 18 第七章 心得体会 19 参考文献 20 附 录 A 21 附 录 B 22 附 录 C 23 第一章 概 述 1.1 滤波器的简述 滤波器其实就是选频电路，其主要功能就是传送输入信号中有用的频率成分，衰减或抑制无用的频率成分。信号能通过的频率范围称通频带/通带；受到很大衰减或完全被抑制的频率范围称阻带；通带和阻带间的分界频率称截止频率。理论上，在通带内电压增益为常数，阻带内的电压增益为零；实际上，通带和阻带间存在一定频率范围的过渡带。 类型 按处理信号形式分：模拟滤波器和数字滤波器 按功能分：低通、高通、带通、带阻 按电路组成分：LC无源、RC无源、由特殊元件构成的无源滤波器、RC有源滤波器 按传递函数的微分方程阶数分：一阶、二阶、高阶 1.2 模拟滤波器的传递函数与频率特性 模拟滤波器的传递函数 模拟滤波电路的特性可由传递函数来描述。传递函数是输出与输入信号电压或电流拉氏变换之比。 经分析，任意个互相隔离的线性网络级联后，总的传递函数等于各网络传递函数的乘积。这样，任何复杂的滤波网络，可由若干简单的一阶与二阶滤波电路级联构成。 表1-1 二阶RC滤波器的传输函数 类型 传输函数 性能参数 低通 ——等效品质因数 ——电压增益 ——低、高通滤波器的截止角频率 ——带阻塞、带阻滤波器的中心角频率 ——带通、带阻滤波器的带宽 高通 带通 带阻 模拟滤波器的频率特性 模拟滤波器的传递函数H(s)表达了滤波器的输入与输出间的传递关系。若滤波器的输入信号是角频率为w的单位信号，滤波器的输出表达了在单位信号输入情况下的输出信号随频率变化的关系，称为滤波器的频率特性函数，简称频率特性。 频率特性是一个复函数，其幅值A(w)称为幅频特性，其幅角表示输出信号的相位相对于输入信号相位的变化，称为相频特性。