1、 . 中南民族大學電子技術課程設計報告題 目學 院專 業年 級姓 名學 號指導教師 年 月 日指導教師評語：作品50制作質量20完成效果30報告30電路與說明10測試與分析15其他5答辯20展示容10講解回答10總分：指導教師簽名：電子技術課程設計任務書設計題目： （選題題目）學生： 學號： 專業班級：一、設計條件1可選元件（1）選題規定的“可選、限選元件”（2）電阻、電容、電感、電位器等，按需使用（3）自備元件2可用儀器萬用表，示波器，交流毫伏表，信號發生器，直流穩壓電源二、設計任務與要求1設計任務根據技術要求和已知條件，完成選題電路的設計、裝配與調試。2設計要求（1）選題規定的“設計容和要

2、求”；（2）選擇電路方案，完成對確定方案電路的設計。包括：計算電路元件參數、選擇元件、畫出總體電路原理圖；（3）用軟件仿真整體或部分核心實驗電路，得出適當結果；（4）裝配、調試作品，按規定格式寫出課程設計報告書。三、時間安排1第12周前：布置設計任務，講解設計要求、實施計劃、設計報告等要求。2第14周前：理解課題要求，準備元器件。3第1516周：資料查閱，方案設計，模擬仿真，實際制作。4第1718周：完成設計與制作，答辯，提交設計報告。指導教師簽名：年月日12 / 12一、 實驗名稱低通50Hz陷波器二、實驗要求 設計一個低通50Hz陷波電路，要求直流穩壓電源供電，多級有源濾波： 3dB低通截

3、止頻率：100Hz（可選：擴展到1dB） 3dB帶阻中心頻率：50Hz（可選：擴展到1dB） 總電壓增益：10（可選：擴展到100）三、實驗目的 1、掌握有源濾波電路的設計方法 2、掌握二階有源帶阻濾波器電路的設計方法 3、了解有源濾波電路的性能特點 4、了解二階有源帶阻濾波器的性能特點 5、掌握有源濾波電路的安裝與調試方法 6、掌握二階有源帶阻濾波器的安裝與調試方法 7、掌握濾波器有關參數的測量、計算方法 8、理論應用于實踐，增強動手能力四、相關概念、有源濾波電路：若濾波電路含有有源元件（雙極型管、單極型管、集成運放）組成，成為有源濾波電路。、有源濾波器：有運算放大器和阻容元件組成的選頻網絡

4、。用于傳輸有用頻段的信號，抑制或衰減無用頻段的信號。濾波器階數越高，性能越逼近理想濾波器特性。、濾波器階數：在分析有源濾波電路時，一般通過“拉氏變換”，將電壓與電流變換成“像函數”U(s)和I(s)。R(s)=R，Zc(s)=，ZL(s)=SL。輸出量與輸入量之比稱為傳遞函數，即。在傳遞函數中，分母中S的最高指數稱為濾波器的階數。、低通濾波器（LPF）：低通濾波器是一種用來傳輸低頻段信號，抑制高頻段信號的電路。當信號的頻率高于某一特定的截止頻率時，通過該電路的信號會被衰減（或被阻止），而低于的信號通過該濾波器。、高通濾波器（HPF）：高通濾波器是一種用來傳輸高頻段信號，抑制或衰減低頻段信號的電

5、路。當信號的頻率低于某一特定的設截止頻率時，通過該電路的信號會被衰減（或被阻止），而高于時，信號可以通過該濾波器。、帶阻濾波器（BEF）：帶阻濾波器是可以用來抑制或衰減某一頻段信號，并讓該頻段以外的所有信號都通過的濾波器。即設低頻段截止頻率為，高頻段截止頻率為，則頻率低于或高于的信號可以通過，而頻率是在到之間的信號會被衰減。、阻帶寬度：高頻段截止頻率與低頻段截止頻率之差，計為BW=。、通帶放大倍數：實際中，濾波器的幅頻特性可分為通帶（能夠通過的信號頻率圍）、過渡帶與阻帶（阻止信號通過的頻率圍）。稱通帶中輸出電壓與輸入電壓之比為通帶放大倍數。五、實驗設計1、放大電路設計設計說明：此電路為簡單的同

6、相比例運算電路，由“虛短”“虛斷”的概念得=1+=2.672、有源濾波電路設計 低通濾波器（LPF）：低通濾波器是一種用來傳輸低頻段信號，抑制高頻段信號的電路。當信號的頻率高于某一特定的截止頻率時，通過該電路的信號會被衰減（或被阻止），而低于的信號通過該濾波器。電路說明：此電路為簡單二階低通濾波電路 （1）通帶增益當f = 0HZ時，各電容器可視為開路，通帶的增益為 （2）二階低通有源濾波器傳遞函數聯立求解以上三式，可得濾波器的傳遞函數（3）通帶截止頻率將s換成j，令02f0=1/(RC)可得當f=fp 時，上式分母的模解得截止頻率：總結：與理想的二階波特圖相比，在超過f0以后，幅頻特性以-4

7、0 dB/dec的速率下降，比一階的下降快。但在通帶截止頻率fpf0之間幅頻特性下降的還不夠快。其中Q=1 f=100，求出求出Rf=5.04k R1=5.1k R4=R3=15.90k C=0.1f。3、有源帯阻濾波電路設計帶阻濾波器（BEF）：帶阻濾波器是可以用來抑制或衰減某一頻段信號，并讓該頻段以外的所有信號都通過的濾波器。即設低頻段截止頻率為，高頻段截止頻率為，則頻率低于或高于的信號可以通過，而頻率是在到之間的信號會被衰減。工作原理分析：電路工作時，輸入信號由輸入端經過低通和高通濾波器并聯的濾波電路，低通和高通濾波電路會對輸入信號進行處理，使得高于或低于其截止頻率的信號被抑制或衰減，在

8、并聯電路的輸出端，經過低通濾波的信號和經過高通濾波的信號疊加輸出。在兩路濾波器中都被抑制或衰減的信號在輸出端就無輸出或輸出被衰減了的信號，實現帶阻濾波。1、 有關參數的計算與元器件參數的選擇實驗要求給定設計指標：中心頻率，。而在設計濾波器時，出現了待確定其值的元件數目多于限制元件取值的參數數目，有多個元件組合均滿足給定要求，這樣由這兩個值去求電路中的其它所有的R、C值是很困難的。我們需要先設定一些元件的值?？紤]到電容分檔較少、難以配選，我們查找到一個“濾波器工作頻率與電容取值的對應關系”如下表所示。表中所標頻率為低通濾波器的上限頻率、高通濾波器的下限頻率、帶通和帶阻濾波器的中心頻率。（110）

9、Hz（10102）Hz（102103）Hz（1103）KHz（10103）KHz（102103）KHzC（2010）F（100.1）F（0.10.01）F（104103）pF（103102）pF（10210）pF由于給定的中心頻率為，故電容值在（100.1）F中選。在這里我們選0.1F的電容。由和式（1-13）可計算得由式和與可計算得：由中心頻率，C取的值為C=0.1F，可計算得由和可知，=0.95。選定，則=9.5K4、總電路設計六、實驗數據分析f/HZ41424344454647484950AV5.75.34.84.33.632.31.50.70.8f/HZ5152535455565758

10、5960AV1.93.14.35.56.47.78.79.49.9510.4f/HZ61626364656667686970AV10.811111.211.311.411.511311.411.411.4f/HZ71727374757677787980AV11.311.211.211.211.110.910.910.810.710.6f/HZ81828384858687888990AV10.510.510.410.310.210.210.210109.86f/HZ919293949596979899100AV9.799.79.649.599.539.339.188.838.538.01f/HZ

11、101102103104105106107108109110AV7.87.57.16.76.56.265.465.35.2元件清單運放LM741電位器104電位器502電位器202電容104電容202電阻15k3個2個6個3個4個1個3個七、實驗結果分析1. 根據實驗要求總電壓增益：10，分析實驗所得的波形來看，放大倍數在10以上，滿足條件，達到要求。2. 3dB帶阻中心頻率：50Hz（可選：擴展到1dB），分析實驗所得的波形來看陷波中心在49HZ，已經非常接近50HZ。3. 3dB低通截止頻率：100Hz（可選：擴展到1dB），分析實驗所得的波形來看50HZ以后波形回升，直到放大倍數又回到1

12、0倍左右位置，90HZ往后開始陷波，以后頻率越大陷波越明顯。4. 實驗數據表明此有源濾波電路雖然也能達到100HZ濾波作用，但是，濾波效果不是太好。首先下降的太平緩，應該按照老師所說的那樣，采用四階有源濾波，這樣下降就會很快，但是，由于知識有限，一直設計不出。5. 再說帶阻濾波，雖然也設計出來，由圖形分析來看：在50HZ時也有明顯的陷波，但是阻帶寬度BW=f1-f2太大，應該適當減小6.八、實驗總結這次課程設計歷時兩個星期，兩周之前我們對“陷波器”還沒有什么具體的概念，我們通過在網上查閱相關資料，了解了“陷波器”的相關概念，從圖書館借閱的書籍中我又進一步了解了proteus的使用方法。對于整個

13、設計過程，我感慨很多，從選題到定稿，從理論到實踐，中間經歷了很多的困難。焊第一塊板子時，由于第三級帶阻濾波一直有問題，波形一直不出來，第三次去實驗室調試時，又發現第二級有源濾波也出現了問題，一氣之下，焊了第二塊板子，終于如愿以償，實驗圓滿的做出來了。從中我們學到了很多的東西。通過這次課程設計，讓我加深了對于濾波器設計的理解，進一步熟練了對于其原理的掌握，并為我今后在相關方面的工作和研究打下了堅實的基礎，同時也讓我認識到了團隊合作的重要性。有源濾波器有了更為深刻的認識。對其電路組成以與更元件參數也有了更多的了解，特別是對運算放大器有了更多的學習，知道它的各項參數，以與腳標如何在電路中連接等等。通

14、過本次動手設計，使我對LM741運算放大器有了更多的了解，提高了動手能力，并且自己將電路連接好，得到了正確的仿真結果。以與收獲：（1）通過這次課程設計，我深刻體會到proteus與其他電路軟件在電路設計方面的重要性。（2）掌握了元件的各項性能，尤其是LM741運算放大器的性能.（3）這個實驗，我花了很多時間去做，查閱了大量的資料，分析電路元件的特性和原理與其應用，對有源濾波器加深了理解。發現知識面還是很欠缺，以后要多看書，擴大知識面以與增強動手能力。九、參考文獻1電子技術基礎實驗指導書（第一版） 2電子技術基礎模擬部分（第五版）康華光主編；高等教育2006.13EDA仿真與虛擬儀器技術 東生編著；高等教育2004.114從零開始學模擬電子技術 建清主編；國防工業2007.11. 若不給自己設限，則人生中就沒有限制你發揮的藩籬。2. 若不是心寬似海，哪有人生風平浪靜。在紛雜的塵世里，為自己留下一片純靜的心靈空間，不管是潮起潮落，也不管是陰晴圓缺，你都可以免去浮躁，義無反顧，勇往直前，輕