1、評閱教師評語：課程設(shè)計成績考勤成績實做成績報告成績總評成績指導(dǎo)教師簽名：測控電路及裝置課 程 設(shè) 計 報 告論文題目：四價帶通濾波器設(shè)計 學(xué)院(系)：電子信息與自動化學(xué)院測控系 班 級： 2008級73-2班 學(xué)生姓名： 劉元東 學(xué) 號： 10807030216 指導(dǎo)教師： 時間： 從2011年1月4日 到 2011年1月14日1、原理與總體方案1.1 工作原理：帶通濾波器的作用是只允許在某一個通頻帶范圍內(nèi)的信號通過，而比通頻帶下限頻率低和比上限頻率高的信號均加以衰減或抑制。1.2 總體方案 一個理想的濾波器應(yīng)該有一個完全平坦的通帶，例如在通帶內(nèi)沒有增益或者衰減，并且在通帶之外所有頻率都被完全

2、衰減掉，另外，通帶外的轉(zhuǎn)換在極小的頻率范圍完成。實際上，并不存在理想的帶通濾波器。濾波器并不能夠?qū)⑵谕l率范圍外的所有頻率完全衰減掉，尤其是在所要的通帶外還有一個被衰減但是沒有被隔離的范圍。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(jìn)行比較，不難發(fā)現(xiàn)低通與高通濾波電路相串聯(lián),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H大于高通濾波電路的截止角頻率n，兩者覆蓋的通帶就提供了一個帶通響應(yīng)。典型的帶通濾波器可以從二階低通濾波器（如上圖）中將其中一級改成高通而成，利用LM324芯片再將兩個這樣的濾波器串聯(lián)即得四階帶通濾波器。其電路性能參數(shù)計算如下：通帶增益  &

3、#160;  中心頻率  通帶寬度    選擇性    而由題目給出 fh =1100HZ fL =900HZ 可得此fo =1000HZ B=200HZ在中心頻率計算公式中自定義給出R1 、R2、C值，又中心頻率已知，即可算出R3值；再在通帶寬度公式中B、R1、R2、R3、C皆已知，即可得出Rf與R4比值。設(shè)計出電路，如硬件設(shè)計中電路圖。 2、硬件設(shè)計2.1 電路圖 如電路圖各硬件參數(shù)與公式中有（R1=R1、C1=C2=C3=C4=C、R2=R6=R3、R7=R10=R2、R4=R9=Rf 、R3=R8=R4）對

4、應(yīng)關(guān)系： 若給定R1=R1=100K歐、R7=R10=22K歐、R4=R9=Rf=47K歐，據(jù)方案中公式即可算得R2=R6=R3=11.5K歐、R3=R8=R4=41K歐，而Q=1000HZ/200HZ=5,圖是將兩個二階帶通濾波器連接而成四階帶通濾波器。 2.2 芯片LM324介紹 LM324是四運(yùn)放集成電路，它采用14管腳雙列直插塑料（陶瓷）封裝，外形如圖所示。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器，除電源共用外，四組運(yùn)放相互獨(dú)立。每一組運(yùn)算放大器可用如下圖所示的符號來表示，它有5個引出腳，其中“+”、“-”為兩個信號輸入端，“V+”、“V-”為正、負(fù)電源端，“Vo”為輸出端。兩個信號輸

5、入端中，Vi-（-）為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號與該輸入端的相位相反；Vi+（+）為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號與該輸入端的相位相同。LM324引腳圖主要參數(shù)：參數(shù)名稱 測試條件 最小 典型 最大 單位 輸入失調(diào)電壓 U01.4V RS=0 -2.07.0mV輸入失調(diào)電流  - -5.050nA輸入偏置電流  - -45250nA大信號電壓增益 U+=15V，RL=5k 88k100k -電源電流 U+=30V，Uo=0，RL= 1.53.0 -mA共模抑制比 Rs10k6570 -dB 

6、; 由于LM124/LM224/LM324四運(yùn)放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用，價格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用在各種電路中。3、調(diào)試 在仿真軟件中按電路仿真后，發(fā)現(xiàn)中心頻率和通帶寬度都有較大偏差，在給定條件下，將要求量反復(fù)計算得出為：（電路圖各硬件參數(shù)與公式中變量對應(yīng)）R2=R6=R3=11.5K歐、R3=R8=R4=41K歐。給電路輸入正弦信號后，在波特儀中觀察相頻特性和相位特性，而截得如圖相頻和相位曲線及波特結(jié)果?？煽闯銎渑c理論值還存在微小偏差，主要是由于計算出的電路中某些原件的參數(shù)存在誤差。4、測試與分析 在調(diào)試中得到正確的相頻和相位特性后，將示波器連在電路輸出，據(jù)輸出

7、波形可檢驗電路是否實現(xiàn)帶通功能。在函數(shù)發(fā)生器中分別將輸出頻率調(diào)得800HZ、1000HZ、15000HZ，而得如上圖波形，帶通濾波電路實現(xiàn)了將通帶以外的信號衰減或抑制，如圖。當(dāng)然在通帶邊緣頻率上濾波功能顯得并不是很明顯，主要是各方面的誤差累積而致。5、結(jié)束語用LC網(wǎng)絡(luò)組成的無源帶通濾波器在低頻范圍內(nèi)有體積重量大，價格昂貴和衰減大等缺點(diǎn)，而用集成運(yùn)放和RC網(wǎng)絡(luò)組成的有源帶通濾波器則比較適用于低頻，此外，它還具有一定的增益，且因輸入與輸出之間有良好的隔離而便于級聯(lián)。利用有源帶通濾波器可以突出有用頻率的信號，衰減無用頻率的信號，抑制干擾和噪聲，以達(dá)到提高信噪比或選頻的目的，因而有源濾波器被廣泛應(yīng)用于通信、測量及控制技術(shù)中的小信號處理，同時，由于集成運(yùn)放的增益和輸入阻抗都很高，輸出阻抗很低，故有源帶通濾波器還兼有放大與緩沖作用。通過課程設(shè)計，深感動手能力稍有提高，有很踏實而帶的喜悅。 6、參考文獻(xiàn)1童詩白，華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）M北京：高等教育出版社，2006 2張國雄主