二阶压控型低通滤波器设计

1.  设计要求
设计一个二阶压控型低通滤波器,要求通带增益为2,截止频率为2KHz,可以选择0.01uF电容器,阻值尽量接近实际计算值,电路设计完后,画出频率响应曲线,并采用Multisim软件进行仿真分析。
2.  设计目的
(1) 进一步掌握滤波器电路的工作原理和参数计算。
(2) 熟练使用Multisim进行简单的电路设计和仿真。
3.  问题分析与参量计算
3.1 问题的简单分析
二阶压控型低通LPF电路基本原理图可参照教材P345页(如下)
而题目中已经给出了电容的值,故我们所要做的只是确定电阻阻值以及进行电路合理的相关改善。
双人自行车实验所选取的运放器是a741,实验是在Multisim环境仿真完成的。
3.2计算电路相关参数
(1) 低通滤波器在通带将内电容视为开路,给电路引入负反馈从而满足“虚短”、“虚断”,通带增益,,取=
(2) 传递函数:为方便计算,取,由“虚短”、“虚断”及叠加定理,得
得到传递函数:
,取
(3) 当为截止频率时,,,则得方程,解得,因为,取可解得电阻,由于实际试验中难以的到10.1224的电阻,故实际试验中用10的电阻代替之
(4)入的信号源
最终得到的电路图:
3.3二阶压控电压源低通滤波器(LPF)的幅频特性
Q===1 ,所以Q=1的曲线即为此二阶压控电压源低通滤波器(LPF)的幅频特性。
4.  仿真观察与分析
4.1 电路的仿真结果如图
由幅频特性图可看出该二阶压控型低通滤波器的通带增益为2,截止频率近似为2,满足设    计要求。
4.2 将信号源改为函数发生器,进行仿真
(1)    当输入100mv,500Hz正弦波时得到输入输出波形为:
lncrna引物设计
由图知输出的波形幅值变为输入的两倍左右,即即2,说明木胶粉时为通带。
(2)    当输入100mv,2000Hz正弦波时得到输入输出波形为:
由图知输出的波形幅值变为输入的点歌设备倍左右,说明为其截止频率。
(3)    当输入100mv,100kHz正弦波时得到输入输出波形为:
由图知输出的波形幅值约为零,说明为其阻带。
pc标牌4.  结论
改变输入频率时候,输入信号频率越高(越接近滤波器截止频率),则信号幅值变得越小(同时相移越大),远低于滤波器截止频率的信号的幅值基本不会改变,相移改变也小。远高于滤波器截止频率的信号输出幅值接近于0,这正是滤波器的作用。
综上实验结果可知,所设计的电路符合题目要求,结果是正确的。
5.  实验感悟与心得体会
通过对二阶压控型低通滤波器的设计,使我对基本模拟运放电路电路有了更深的理解,并且也熟悉了Multisim的使用方法。当然这一设计和仿真过程也让我意识到自身的许多不足,今后我会更加努力的去学习模拟电子电路的基本知识,为设计出更好地电子元器件献出自己的一份力!同时感谢这学期老师为我们辛勤的付出!
参考文献:
[1] 王淑娟  模拟电子技术基础  高等教育出版社
[2] 王立欣  电路基础实验  高等教育出版社
[3] 百度百科
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本文发布于:2024-09-24 16:24:51,感谢您对本站的认可!

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