电子信息工程专业课综合课程设计规划.doc

潍 坊 学 院 专业课综合课程设计说明书 ——数字滤波器 系 部： 信息与控制工程学院 专 业： 电子信息工程 班 级： 2100级2班 学生姓名: 苌金超 学 号: 10031340222 指导教师： 徐国盛 2013年 12 月 13 日 目录 一、设计要求及原理………………………………………………………………2 二、设计原理……………………………………………………………………2 三、设计思路…………………………………………………………………3 四、设计内容……………………………………………………4 A、一阶有源滤波电路 …………………………………………………4 B、二阶有源滤波电路 …………………………………………………6 1、二阶低通滤波电路 …………………………………………6 2、二阶高通滤波电路 …………………………………………8 3、二阶带通滤波电路 …………………………………………9 C、用仿真软件设计滤波器 ……………………………………………12 1、给定性能参数设计滤波器 ………………………………12 a、二阶低通滤波器 …………………………………………12 b、二阶高通滤波器 …………………………………………13 c、二阶带通滤波器 …………………………………………14 2、不同阶数滤波器性能比较 ………………………………15 D、滤波器的Matlab设计仿真 …………………………………………16 1、二阶低通滤波器 …………………………………………16 2、二阶高通滤波器 …………………………………………18 五、实验总结和分析…………………………………………21 六、参考文献…………………………………………21 设计要求 在两周的时间内2013-12-02至2013-12-12.根据指导老师(王学礼老师)的要求,自已设计电路系统，构成低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器。利用Matlab仿真。有源滤波器有源元件和无源元件(一般是R和C)共同组成的电滤波器。和无源滤波器相比，它的设计和调整过程较简便，此外还能提供增益。确定前置放大电路，有源滤波电路，功率放大电路的方案不仅有滤波功能，而且能起放大作用计算和选取单元电路的元件参数FilterLab）对滤波器进行仿真，记录仿真结果。 二、设计原理 电容器C具有通高频阻低频的性能。 由源滤波器由放大电路部分和滤波电路部分组成。 仿真软件可以将滤波器的性能直观的表现出来。 各种滤波器的幅频特性： 三、设计思路 滤波器阶数越高滤波效果越好。当然，无论电感电容滤波器还是模拟滤波器，算法都会随着阶数的增加变得复杂。Butterworth函数研究。使用Matlab 提供的内建函数freqz，可以求得滤波器系统的频率相应特性。 1、 2、 3、 四、设计内容 A、一阶有源滤波电路 如果在一阶RC低通电路的输出端，再加上一个电压跟随器，使之与负载很好隔离开来，就构成一个简单的一阶有源RC低通滤波电路，如图1所示，由于电压跟随器的输入阻抗很高，输出阻抗很低，因此，其带负载能力很强。??? 如果希望电路不仅有滤波功能，而且能起放大作用，则只要将电路中的电压跟随器改为同相比例放大电路即可。下面介绍它的性能。．传递函数??? RC低通电路的传递函数为 一阶低通滤波器 ??? 对于电压跟随器，其通带电压增益A等于同相比例放大电路的电压增益AVF，即 因此，可导出电路的传递函数为 （1）式中n=1/(RC)，n称为特征角频率。由于传递函数中分母为s的一次幂，故上述滤波电路称为一阶低通有源滤波电路。 ．幅频响应???? 对于实际的频率来说，式(1)中的s可用s=j代入，由此可得( 2 )  （ 3 ） 图 2 幅频响应 滤波电路二阶低通滤波电路 二阶低通滤波器如图所示，它由两节RC滤波器和同相放大电路组成。其中同相放大电路实际上就是所谓的压控电压源，它的电压增益就是低通滤波的通带电压增益，即 a.传递函数可以推导出二阶低通滤波器的传递函数为 上式为二阶低通滤波器传递函数的典型表达式。其中n为特征角频率，而Q则称为等效品质因数。上式表明，AO=AVF3，才能稳定工作。当AO=AVF≥3，A(s)将有极点处于右半s平面或虚轴上，电路将自激振荡。 .幅频响应用s=j代入上式可得幅频响应和相