模拟电子电路及技术基础网上大作业设计报告14020150094任秀英Word格式.doc

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[3]设计移相器，对三次谐波移相。

在0到-180度范围中选取3到5个移相值，计算移相器相应的电阻和电容的取值。

[4]设计加法器，叠加基波和移相后的三次谐波的波形。

计算加法器中电阻的取值。

图1系统框图

二、电路设计：

1、低通滤波器的设计

设计要求：

从频率为96Hz，幅度为1V的方波中，滤出基波分量。

为使滤波更为精准，选用二阶RC低通有源滤波器，设定A（0）=2,Q=1,=96Hz。

由表1，选C=0.1。

运放选F007，即。

根据该电路低频增益

A（0）=K=1+

Q=

选电阻。

又由

==

计算出====16.5kΩ

表1截止频率与所选电容的参考对照表

10~100Hz

0.1~1kHz

1~10kHz

10~100kHz

C

1~0.1

0.1~0.01

0.01~0.001

1000~100

二阶RC有源低通滤波器电路图如下：

2、带通滤波器的设计

选用二阶RC反相带通有源滤波器，设定中心频率=288Hz，A（w0）=-1,Bw=4Hz，仍选C=0.1。

由

Bw==（Hz）

得=800kΩ。

A（w0）=-1=-

得==400KΩ又

二阶带通滤波器电路图如下：

二阶带通滤波器加反相器

3、-90°

移相器的设计

一阶全通滤波器即移相器，其幅频特性：

相频特性：

由||=1，Φ（）=-90°

，只需，而=1800rad/s，取=5.5KΩ，C=0.1uF，==20KΩ

4、加法器的设计

由于最终输出波形为，所以用同相比例放大器

若R1=R2，则

取R=10KΩ，Rf=20KΩ，R1=20KΩ，R2=20KΩ，R3=20KΩ

加法器电路图如下：

5、完整仿真电路图

三、仿真结果：

图1方波与基波图示

图2方波与三次谐波的图示

图3相位相差-90°

的三次谐波

图4相位相差-180°

图5基波与移相-90°

三次谐波叠加后的图示

图6基波与移相0°

图7基波与移相-180°

图8未改振幅前基波与相移三次谐波分别叠加后的图示

图9改振幅后基波与相移三次谐波分别叠加后的图示

（绿线代表基波与相移0°

三次谐波的叠加图示，蓝线代表基波与相移-180°

三次谐波的叠加图示，红线代表基波与相移-90°

三次谐波的叠加图示。

）

四、心得及收获：

最初选择了一阶低通滤波器，但是在仿真过程中发现滤出的基波稍有失真，调节阻容效果并不理想。

后来改成二阶低通滤波器后，上述问题得到解决。

2带通滤波器的设计

参考低通滤波器的设计经验，设计带通滤波器的时候首先选择了二阶有源带通滤波器。

通过观察三次谐波和方波的图像，发现两者之间的相位不是最初带通滤波器设计的-180°

，用波特测试仪测出两者之间的相位相差约为-90°

。

通过接入移相器，反相器，最终将滤出无相移的三次谐波，解决了问题。

3、基波与三次谐波的叠加

由于低通滤波器的增益为2而带通滤波器的增益为1，所以得到的基波和三次谐波无法直接相加。

所以我们将带通滤波器的输入方波的振幅改为0.5V，保证了滤出的基波能与三次谐波的正常叠加。