帶通濾波電路設(shè)計

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1、WORD格式可編輯帶通濾波電路設(shè)計一．設(shè)計要求（1）信號通過頻率范圍f在100Hz至10kHz之間；（2）濾波電路在1kHz的幅頻響應(yīng)必須在±1dB范圍內(nèi)，而在100Hz至10kHz濾波電路的幅頻衰減應(yīng)當在1kHz時值的±3dB范圍內(nèi)；（3）在10Hz時幅頻衰減應(yīng)為26dB，而在100kHz時幅頻衰減應(yīng)至少為16dB。二．電路組成原理由圖（1）所示帶通濾波電路的幅頻響應(yīng)與高通、低通濾波電路的幅頻響應(yīng)進行比較，不難發(fā)現(xiàn)低通與高通濾波電路相串聯(lián)如圖（2），可以構(gòu)成帶通濾波電路，條件是低通濾波電路的截止角頻率WH大于高通電路的截止角頻率WL，兩者覆蓋的

2、通帶就提供了一個帶通響應(yīng)。圖（1）低通截止角頻率高通截止角頻率必須滿足WL

3、示，就構(gòu)成了所要求的帶通濾波電路。由教材巴特沃斯低通、高通電路階數(shù)n與增益的關(guān)系知Avf1=1.586，因此，由兩級串聯(lián)的帶通濾波電路的通帶電壓增益（Avf1）2=（1.586）2=2.515,由于所需要的通帶增益為0dB,因此在低通濾波器輸入部分加了一個由電阻R1、R2組成的分壓器。專業(yè)技術(shù)資料分享WORD格式可編輯圖（3）三．元件參數(shù)的選擇和計算在選用元件時，應(yīng)當考慮元件參數(shù)誤差對傳遞函數(shù)帶來的影響。現(xiàn)規(guī)定選擇電阻值的容差為1%，電容值的容差為5%。由于每一電路包含若干電阻器和兩個電容器，預(yù)計實際截止頻率可能存在較大的誤差（也許是+10%）。

4、為確保在100Hz和10kHz處的衰減不大于3dB.現(xiàn)以額定截止頻率90Hz和1kHz進行設(shè)計。前已指出，在運放電路中的電阻不宜選擇過大或較小。一般為幾千歐至幾十千歐較合適。因此，選擇低通級電路的電容值為1000pF，高通級電路的電容值為0.1μF，然后由式可計算出精確的電阻值。對于低通級由于已知c=1000pF和fh=11kHz,由式算得R3=14.47kΩ,先選擇標準電阻值R3=14.0kΩ.對于高通級可做同樣的計算。由于已知C=0.1μF和fL=90Hz，可求出R7=R8≈18kΩ?考慮到已知Avf1=1.586，同時盡量要使運放同相輸入端

5、和反相輸入端對地的直流電阻基本相等，現(xiàn)選擇R5=68k，R10=82k,由此可算出R4=(Avf1-1)R5≈39.8k,R9=(Avf1-1)R10≈48k，其容差為1％。專業(yè)技術(shù)資料分享WORD格式可編輯設(shè)計完成的電路如圖所示。信號源vI通過R1和R2進行衰減，它的戴維寧電阻是R1和R2的并聯(lián)值，這個電阻應(yīng)當?shù)扔诘屯夒娮鑂3(=14k)。因此，有由于整個濾波電路通帶增益是電壓分壓器比值和濾波器部分增益的乘積，且應(yīng)等于單位增益，故有聯(lián)解式和，并選擇容差為1％的額定電阻值，得R1=35.7kΩ和R2=23.2kΩ。三．電路仿真分析1.設(shè)計好電路

6、后，根據(jù)電路圖進行仿真。仿真圖如圖（4）圖（4）2.仿真電路調(diào)試及測試結(jié)果（紅線為輸入，黃線為輸出）專業(yè)技術(shù)資料分享WORD格式可編輯圖（5）仿真圖（1）輸入100HZ，Vpp=5v正弦波圖（6）（2）輸入300HZ，Vpp=5v正弦波圖（7）（3）輸入1000HZ，Vpp=5v正弦波專業(yè)技術(shù)資料分享WORD格式可編輯圖（8）（1）輸入3KHZ，Vpp=5v正弦波圖（9）（5）輸入30KHZ，Vpp=5v正弦波專業(yè)技術(shù)資料分享WORD格式可編輯圖（10）波特圖圖（11）1、通頻帶內(nèi)滿足增益要求2、轉(zhuǎn)折頻率點（上下限頻率處）衰減在要求范圍內(nèi)3、上下

7、限頻率點十倍頻幅頻衰減符合要求專業(yè)技術(shù)資料分享WORD格式可編輯專業(yè)技術(shù)資料分享