有源帶阻濾波器設(shè)計(jì)

低頻電子線路課程設(shè)計(jì)論文有源帶阻濾波器設(shè)計(jì)姓名：田月學(xué)號：2220121716有源帶阻濾波器設(shè)計(jì)一內(nèi)容摘要： 本有源帶阻濾波器主要通過電阻電容組成的外圍網(wǎng)絡(luò)和LM324芯片來實(shí)現(xiàn)功能。通過電容電阻的諧振作用實(shí)現(xiàn)帯阻的功能，通過LM324芯片實(shí)現(xiàn)放大信號的作用。通過調(diào)節(jié)電容電阻值改變增益中心頻率和帶寬。本次試驗(yàn)先由Multimism軟件仿真，再用面包板接實(shí)際電路。二設(shè)計(jì)任務(wù)：采用通用運(yùn)放LM324設(shè)計(jì)一個(gè)有源帶阻濾波器電路。三技術(shù)指標(biāo)：通帶電壓增益：1.0輸入信號頻率范圍：0100KHz中心頻率：2KHz帶阻寬度:1.62.4KHz輸入信號電壓：UI<100mV電源電壓：12V內(nèi)任選。四設(shè)計(jì)要求1.熟悉電路的工作原理。2.根據(jù)技術(shù)指標(biāo)通過分析計(jì)算確定電路形式和元器件參數(shù)。3.畫出電路原理圖。（元器件標(biāo)準(zhǔn)化，電路圖規(guī)范化）4.計(jì)算機(jī)仿真。五實(shí)驗(yàn)步驟：(1).工作原理：帶阻濾波器即不允許某一頻率帶范圍內(nèi)的信號通過，而允許其他頻率的信號通過的濾波器。如要制作一個(gè)帶阻濾波器，只需將一個(gè)低通濾波器和一個(gè)高通濾波器并聯(lián)起來，再加 上一個(gè)求和電路，并使低通濾波器的截止頻率低于高通濾波器的截止頻率。和之間的頻帶即為帶阻濾波器的阻帶。方框圖如下圖：基本高通濾波器：截止頻率：f=1/2*R*C基本低通濾波器：截止頻率：f=1/2*R*C(2).參數(shù)計(jì)算1.通帶增益：2.中心頻率：3.帶阻寬度：4.選擇性：5.傳輸函數(shù)： 6.帶通電壓放大倍數(shù)： 7.阻帶中心處的角頻率： 8.品質(zhì)因數(shù)：Q=將元件參數(shù)代入上述公式中，取，(3).計(jì)算機(jī)仿真Multisim軟件仿真圖：波特圖仿真：由電路圖，波特圖可以看出，各項(xiàng)指標(biāo)均符合要求。中心頻率1.991KHz，當(dāng)衰減3dB時(shí)，上下限頻率分別為1.652kHz ,2.464kHz，阻帶寬度，中心頻率，通頻帶電壓增益在誤差范圍內(nèi)，符合技術(shù)指標(biāo)。 如要調(diào)整中心頻率而帶寬不變，或者調(diào)整帶寬而中心頻率不變。只需根據(jù)公式6，公式7調(diào)整R1，R2，C即可。如中心頻率不變加寬帶寬，只需使R1,R5升高,R2降低；帶寬不變，提高中心頻率，只需降低R1,R5,而R2不變。(4.)電子元件選擇： 61K電阻由10K電阻和51K電阻串聯(lián)。2.3K電阻由2K和200歐，100歐電阻串聯(lián)。13.3nF電容由10nF電容和3.3nF并聯(lián)，6.6nF由兩個(gè)3.3nF并聯(lián)。共計(jì)：100歐電阻3個(gè)，200歐電阻2個(gè)，1K電阻一個(gè)，2K電阻兩個(gè)，10K電阻一個(gè)，51K電阻一個(gè)，3.3nF電容5個(gè)，10nF電容一個(gè)，LM324N芯片一個(gè)。此外，需要萬用表一臺，信號發(fā)生器一臺，交流毫伏表一臺，電源一臺，面包板一塊，導(dǎo)線若干。 (5).連接實(shí)際電路 (6).實(shí)際電路測試： 因?yàn)閷?shí)際電路中沒有測量波特圖的儀器，我們用交流毫伏表測量輸出電壓替代。調(diào)整信號發(fā)生輸出信號電壓為142mVrms，當(dāng)衰減3db時(shí)，輸出端電壓應(yīng)為50mV左右，此時(shí)信號發(fā)生器上的顯示的頻率即為上下限頻率。當(dāng)交流毫伏表上測得輸出電壓最小時(shí)，這時(shí)信號發(fā)生器上顯示的頻率即為中心頻率。(7).實(shí)際電路數(shù)據(jù)記錄： 當(dāng)交流毫伏表上測得輸出電壓最小時(shí)，此時(shí)信號發(fā)生器顯示的為中心頻率，我測得的數(shù)值為1.91kHz，當(dāng)將信號發(fā)生器的頻率調(diào)至最大，此時(shí)交流毫伏表的指針將接近滿量程。記下該電壓值為V1，再調(diào)節(jié)頻率，使交流毫伏表指針接近0.707倍V1，這時(shí)的頻率即為上限頻率，我測得的值為2.31kHz，再向下調(diào)節(jié)頻率使交流毫伏表再次接近0.707倍V1時(shí)，記下此時(shí)的下限頻率，我測得的為1.56kHz，滿足帶寬0.8kHz和中心頻率2kHz要求，數(shù)據(jù)接近理論值。六總結(jié) 本次有源帶阻濾波器的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，有很多問題和不足之處，感謝老師的悉心教導(dǎo)，還有同學(xué)們互相探討中得出結(jié)果，不到一周的時(shí)間內(nèi)就順利完成了。星期一，老師指點(diǎn)了實(shí)驗(yàn)中注意的問題并且布置了任務(wù)，之后就去圖書館查找了相關(guān)資料，借了好幾本有關(guān)低頻課設(shè)書，回寢室熟悉multisim軟件，練習(xí)按照資料上的電路來搭建有源帶阻濾波器的仿真電路。星期二，在實(shí)驗(yàn)室里把第一天搭建好的仿真電路重新搭了一遍，檢查執(zhí)行成功后，老師給發(fā)了LM324N芯片和面包板，然后嘗試搭建電路，電路圖很簡單，但是實(shí)驗(yàn)室的材料有限，沒有仿真上的電阻值和電容值，之后就一直調(diào)換電阻電容，使測出的帶寬和中心頻率貼近要求值，可惜一直不顯示電壓值。星期三，經(jīng)過詳細(xì)的排查，用萬用表把面包板上的每個(gè)部件都測了一下，我發(fā)現(xiàn)是面包板上的孔有問題，重新插元器件后，順利測出了理論的電壓值和頻率值，中午等待老師簽字，記下數(shù)據(jù)，歸還元器件，同時(shí)檢查新芯片沒有問題，提前完成任務(wù)。本次試驗(yàn)的誤差主要來源是： 1.系統(tǒng)誤差。 2.電阻電容多為多個(gè)之間的串并聯(lián)組合，其阻值容值與仿真時(shí)多有偏差，造成一定誤差。3.交流毫伏表比較靈敏，容易受到噪聲干擾和人為干擾。4.實(shí)驗(yàn)的電阻電容材料有限，不能很精確的湊出理論值。七參考文獻(xiàn)1.傅豐林.低頻電子線路.高等教育出版社.2010.2.張珊珊.低頻電子線路實(shí)驗(yàn).大連海事大學(xué)出版社.2010.3.沈小豐.電子線路實(shí)驗(yàn).清華大學(xué)出版社.2008.4.從宏壽.電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化.清華大學(xué)出版社.2009.5.郭鎖利.基于Multisim的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真與綜合應(yīng)用（第二版）.2012.6.有源帶阻濾波器設(shè)計(jì)報(bào)告.百度文庫.2012