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《壓控電壓源電路設(shè)計與仿真分析報告》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、壓控電壓源濾波器電路設(shè)計與仿真分析1.壓控電壓源低通濾波器1-1低通濾波器原理圖2AW00其傳遞函數(shù)為A()S=2W02S+S+W0Q1其中W=0RCRfA=1+0R11=3?A0Q要求：設(shè)計一個截止頻率f=1KHZ，Q=0.707的低通濾波器（即為二階的巴特沃斯濾波器），并說明各參數(shù)變化對電路的影響。參數(shù)計算：(R=R=R,C=C=C)12121因?yàn)閃==2πf,已知f=1khz,若取C=0.01UFCRC1則有R==15.92KΩWCC1由Q==0.707,可知A=1.58603?A0Rf又A=1+0R1
2、所以R=0.586Rf1由平衡條件R//R=2R,從而可得R=50.5KΩ,R=86.2KΩf11f11.1電路設(shè)計原理圖XBP1XSC1ExtTrigINOUT+_AB__++5C1310nFU2R1R212015.92k?15.92k?C210nFOPAMP_3T_BASICV1R0450.5k?5Vpk500Hz86.2k?R0°設(shè)計截止頻率fH=1khz的低通巴特沃斯濾波器，其中Q=0.707，增益A=1.586圖1-2電路原理圖1.2虛擬示波器分析圖1-3濾波器仿真圖為輸入信號頻率為500Hz，幅度
3、為5V時二階低通濾波器電路的輸入輸出情況。。當(dāng)輸入信號為低頻情況，如圖2-3可得可得輸出與輸入的值約等于1.58,與理論計算值相符。輸入高頻，輸出信號基本為0。1.3交流分析圖1-4幅頻特性和相頻特性曲線從特性曲線可以看出,在低頻狀態(tài)下頻率變化對A的影響不大,頻率較高時A隨00頻率增高而急劇減。圖中標(biāo)志線的位置為下降3DB的位置，知截止頻率約為1Khz，與理論計算值相符。1.4參數(shù)掃描分析1.4.1電阻R0變化對電路的影響電阻R0分別取50，100，150KΩ，得到了不同的幅頻特性和相頻特性如圖2-5，曲線由
4、下R0至上分別對應(yīng)電阻R0為50，100，150KΩ。因?yàn)镽變化，使得A=1+變化，又因f0R1為=3?A，所以Q值也發(fā)生變化。Q值越大電路的幅頻特性的衰減速率0Q越大。當(dāng)電阻值大到一定程度將使得輸出波形失真。圖1-5R0取不同值幅頻特性和相頻特性曲線1.4.2電容C1變化對電路的影響三條曲線由下至上對應(yīng)的電容分別為10,40,70,100NF,由圖可知C1增大引起電路的截止頻率減小,通頻帶變窄。而C1的變化對電壓增益基本無影響。采用類似方法，可分析其他參數(shù)變化對電路的影響。圖1-6C1取不同值幅頻特性和相頻
5、特性曲線2.壓控電壓源高通濾波器圖2-1高通濾波器電路圖2AS0其傳遞函數(shù)為A()S=2W02S+S+W0Q1其中W=0RCRfA=1+0R11=3?A0Q要求：設(shè)計一個截止頻率f=500hz，Q=2的高通濾波器，并說明各參數(shù)變化對l電路的影響。參數(shù)計算：1因?yàn)閃==2πf,已知f=500HZ,若取C=0.01UFCllRC1則有R==31.85KΩWCC1由Q==2,可知A=2.503?A0Rf又A=1+0R1所以R=1.5Rf1由平衡條件R//R=R//R=R,從而可得R=39.81KΩ,R=26.54K
6、Ωf1f122.1電路設(shè)計原理圖XSC1XBP1ExtTrig+_INOUTAB__++R1331.85k?C1C2U151210nF10nFV1R2OPAMP_3T_BASIC2Vrms31.85k?R045kHz0°R439.81k?26.54k?0設(shè)計截至頻率為f=500hz，Q=2的高通濾波器圖2-2電路原理圖2.2虛擬示波器分析圖2-3濾波器仿真圖為輸入信號頻率為5kHz，幅度為2V時二階高通濾波器電路的輸入輸出情況。。當(dāng)輸入信號為高頻情況，如圖2-3可得A=2.5,與理論計算值相符。02.3交流分
7、析圖2-4幅頻特性和相頻特性曲線從特性曲線可以看出,在高頻狀態(tài)下頻率變化對A的影響不大,頻率較低時A隨00頻率減小而急劇減。有圖知截止頻率為500HZ，與理論計算值相符。2.4參數(shù)掃描分析電阻R分別取1，2，3，4，5KΩ，得到了五個不同的幅頻特性和相頻特性如圖2-5，五條fRf曲線由下至上分別對應(yīng)電阻R1，2，3，4，5KΩ。因?yàn)镽變化，使得A=1+變化，ff0R11因?yàn)?3?A，所以Q值也發(fā)生變化。。Q值越大電路的幅頻特性的衰減速0Q率越大。采用類似方法，可分析其他參數(shù)變化對電路的影響圖2-5R取不同值幅
8、頻特性和相頻特性曲線f3.壓控電壓源帶通濾波器圖3-1帶通濾波器電路圖W0AS0Q其傳遞函數(shù)為A()S=2W02S+S+W0Q1其中W=0RCRfA=1+0R01=3?A0Q要求：設(shè)計一個截止頻率f=1KHZ，BW=1KHZ的帶通濾波器，并說明各參數(shù)變化對電路的影響。參數(shù)計算：（R1=R2=R3=R,C1=C2=C）1因?yàn)閃==2πf,已知f=1khz,若取C=0.01UFCRC1則有R==15.9
