二阶压控低通滤波器设计.docx
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二阶压控低通滤波器设计
工业大学
“二阶压控低通滤波器〞设计
：
班级：
学号：
2015.06.13
一、摘要
低通滤波器是一种典型的选频电路。
本文详细介绍二阶压控电压源低通滤波器的设计方法,给出了其通用电路图。
在给定的频段，理论上它能让信号无衰减地通过电路，这一段称为通带，通带外的其他信号将受到很大的衰减，具有很大衰减的频段称为阻带，通带与阻带的交界频率称为截止频率。
本设计用Multisim10对其进展仿真观察，得出实验结论.
二、关键词
滤波器、二阶低通、压控型
三、引言
随着电子信息的开展，滤波器作为信号处理所不可或缺的局部，也得到了迅速的开展，且应用极为广泛，在卫星云图、电视信号以及雷达接收机当中滤波器是不可缺少的一局部。
本次通过对滤波器根本理论的学习，简单阐述二阶压控低通滤波器的工作原理，并根据题中所给的量进展参数设计。
四、正文
4.1.设计要求
设计一个二阶压控型低通滤波器，要求通带增益为2，截止频率为2kHz，可以选择0.01μF的电容器，阻值尽量接近实际计算值。
电路设计完后，画出频率响应曲线，并采用Multisim软件进展仿真分析。
4.2.方案提出
在普通有源二阶滤波器中，其幅频特性曲线在下降时，实际变化与理想状态下的变化相差很大，这就造成了滤波器性能的下降。
因此考虑引入适宜的反应，增大幅频特性在
处的衰减速率，同时使幅频特性又不过于抬升。
如图1所示，当Q值不同时，幅频特性曲线也不同。
图1二阶压控LPF的幅频特性
4.3.分析过程
图2二阶压控LPF
二阶压控有源滤波器如图2所示。
将图中电容
接到运放输出端，引入正反应。
由于在通带电容可视为开路，因此
的改接不影响滤波器的放大倍数，即
。
取
，根据“虚短〞、“虚断〞特性和叠加定理，有：
联立解得：
由上式，滤波器的频率响应可以写为:
式中
当
时，可以简化为
根据条件有
=2KHz，解得RC=
，其中C=0.01μF，故取R=10K。
由于
=2，取
。
至此，所有参数计算完毕。
此处采用
芯片，uA741M，uA741I，uA741C〔单运放〕是高增益运算放大器，用于军事，工业和商业应用.这类单片硅集成电路器件提供输出短路保护和闭锁自由运作。
这些类型还具有广泛的共同模式，差模信号围和低失调电压调零能力与使用适当的电位。
其引脚图如图3所示，相关参数如图4所示。
图3
引脚图
图4
相关参数
4.4.仿真结果
仿真电路图如图5所示，通过交流分析，其输出幅频特性曲线如图6所示，波特图如图8所示。
图5仿真电路图
图6仿真幅频特性、相频特性图
图7波特图分析电路
图8仿真波特图
4.5.结果分析
由仿真结果可容易看出，当
时，
，当频率较小时
。
即通带增益为2，截至频率为2KHz,与题目中给出的条件比照知，所设计的电路满足要求,通过仿真验证了设计结果的正确性。
设计完成。
五、完毕语〔心得体会〕
通过本次设计，加深了对集成运算放大器线性应用的了解，学会了一些模拟电子设计的根本方法，通过对电路的仿真，加深了对Multisim的熟悉，学会了交流分析与波特图分析方法，为以后的学习打下了良好的根底。
同时，通过查阅相关文献，了解了一些低通滤波器的电路，拓宽了视野。
六、参考文献
[1]王淑娟，蔡惟铮，齐明.模拟电子技术根底[M].：
高等教育，2009.
[2]海燕.Multisim&Ultiboard电路设计与虚拟仪器仿真.：
电子工业，2012.2.
[3]北方交通大学,民昌主编:
[模拟集成电路系统]（第2版）中国铁道1998
[4]汪惠.王志华编著:
[电子电路的计算机辅助分析与设计方法].清华大学1996
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