带通滤波器设计报告

电子信息工程—4班

       2220113621

           元绍军

            

    

            

一、设计目标

采用通用运放LM324设计一个二阶有源带通滤波器电路。带通滤波器是指能通过某一频率范围内的频率分量、但将其他范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器。

二、工作原理

一个理想的滤波器应该有一个完全平坦的通带，例如在通带内没有增益或者衰减， 并且在通带之外所有频率都被完全衰减掉，另外，通带外的转换在极小的频率范围完成。实际上，并不存在理想的带通滤波器。滤波器并不能够将期望频率范围外的所有频率完全衰减掉，尤其是在所要的通带外还有一个被衰减但是没有被隔离的范围。这通常称为滤波器的滚降现象，并且使用每十倍频的衰减幅度dB来表示。

三、技术要求

1、中心频率处电压增益：1.0

2、中心频率：2KHz

3、频带宽度：1.60—2.40KHz

4、输入信号电压：正弦波有效值 Ui≤100mV

5、电源电压：±12V范围内可任选。

四、实验电路图

   

五.实验multisim仿真及测量步骤

实验波特图

由上图可知实验电路图满足设计要求中心频率为2KHz,截止频率分别为1.635KHz、2.421KHz,基本符合设计要求。

测量方法及步骤

根据电路图连接好电路，直流稳压电源调至±5V，调节函数发生器输入电压为50mV，通过改变函数发生器的输入频率观察交流毫伏表的变化。所测数据如下：

频率        电压

2KHz        50mV

1.64KHz      35mV

2.44KHz      35mV

由所测数据可知，中心频率为2KHz,频带宽度为1.64—2.44KHz，与设计要求基本一致，试验成功。

六、元件清单及所用仪器

面包板                     一个

运算放大器     LM324N      一个

电容           4.7μF      一个

               10nF        两个

电阻           40KΩ       一个

               20KΩ       一个

               1.72KΩ     一个

               715Ω       一个

实验仪器：函数发生器，直流稳压电源，交流毫伏表。

七、实验体会

    通过这次为期两周的课程设计我学到了很多东西，加强了我动手、思考和解

决问题的能力，体会到了设计一个东西的不易。实验过程中遇到很多问题，比如手电路连接问题，通过学习思考一点一点的解决了问题,收获很大。

 

第二篇：设计一4阶带通滤波器

       电子系统设计实验报告

    

             姓    名       杨熙丞     

             指导教师      贾立新        

             专业班级      自动化1201  

             学    院     信息工程学院  

一．设计题目

  设计一4阶带通滤波器，通带范围为300Hz~10kHz，通带增益=1.

二．原理图设计

  此次设计的带通滤波器，上限频率 ，下限频率 ，带通滤波器的中心频率 与品质因数Q分别为

Q<10，该带通滤波器为宽带带通滤波器。所以可以将4阶低通滤波器和4阶高通滤波器级联而成。

原理图如图1所示：

                            图1  4阶带通滤波器原理图

三.单元电路设计

  1.4阶低通通滤波器由两级2阶多重反馈低通滤波器级联而成。通带增益=1，截止频率，选择第一级低通滤波器的为0.541，选择第二级低通滤波器的为1.306.

选电容为2200pF，则基准电阻

，取标称值6.65k

，取标称值6.65k

，取标称值3.32k

选电容为2200pF，则基准电阻

，取标称值0.033uF

，取标称值2.74k

，取标称值2.74k

，取标称值1.37k

2.4阶高通通滤波器由两级2阶多重反馈高通滤波器级联而成。通带增益=1，截止频率，选择第一级高通滤波器的为0.541，选择第二级高通滤波器的为1.306.

主要参数选取如下：

电容~==0.033uF,R0=

，取标称值10k

，取标称值27k

，取标称值3.9k

，取标称值62k

四．仿真结果

  用Multisim软件仿真对带通滤波器电路进行仿真，其结果如图2,3所示

当增益下降3.152dB时，截止频率为297.297Hz。

           图2 multisim仿真图

当增益再次下降2.858dB时，截止频率为9.931kHz。

          图3 multisim仿真图2

  因为使用了标称值等因素，总体结果与设计题目300Hz~10kHz相差不大。

  由低通滤波器和高通滤波器级联构成的带通滤波器实际电路经过测试，其实验结果如表1所示，输入正弦波信号的峰峰值为2V。

                              

                           表1 有源带通滤波器实际测试结果

  根据测试结果，滤波器实际通带增益约为1.09，通带内幅频特性平坦，滤波器实际通带范围为330Hz~10kHz，与题目内容基本一致。

五．总结

  最后得出的结果约为300Hz~10kHz，基本达到带通滤波器的设计目标。本次对带通滤波器的仿真使我收获良多，通过亲手绘制一个带通滤波器来更好地了解它的原理，同时对标称值等知识有了更深入的了解。增强了自身的能力。