模擬電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)課題： 二階高通濾波器的設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí)： 學(xué)生姓名: 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)時(shí)間：題目：二階高通濾波器的設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求分別用壓控電壓源和無(wú)限增益多路反饋二種方法設(shè)計(jì)電路;截止頻率fc=100Hz增益AV=2；

用橋式整流電容濾波集成穩(wěn)壓塊電路設(shè)計(jì)電路所需的正負(fù)直流電源(±12V)。二、方案設(shè)計(jì)與論證根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求設(shè)計(jì)一個(gè)二階高通濾波電路，頻率高于100Hz的信號(hào)可以通過(guò)，而頻率低于100Hz的信號(hào)衰減。由輸出量與輸入量之比為傳遞函數(shù)即Au(s)=Uo(s)/Ui(s)=1/(1+sRC)則可采用壓控電壓源二階高通濾波電路，或無(wú)限增益多路反饋高通濾波電路1、方案一采用壓控電壓源二階高通濾波電路，由橋式整流電容濾波集成穩(wěn)壓塊電路設(shè)計(jì)電路提供所需的正負(fù)直流電源(±12V)。電路如圖1所示，其傳輸函數(shù)為：+(1-+(1-A)uorCR1C" uo 3S2+—cS+32Qc歸一化的傳輸函數(shù):Au(sL)=A

歸一化的傳輸函數(shù):Au(sL)=,1 -S2+—s+1LQL其中：/g,Q為品質(zhì)因數(shù)。通帶增益：截止角頻率:截止頻率：品質(zhì)因數(shù)：2、方案:一二通帶增益：截止角頻率:截止頻率：品質(zhì)因數(shù)：2、方案:一二4 1 RA —1+-4uo R31R]R2cle23 1~Q―Re21f— 02兀RC+(1-A/1

RC采用無(wú)限增益多路反饋高通濾波電路，由橋式整流電容濾波集成穩(wěn)壓塊電路設(shè)計(jì)電路提供所需的正負(fù)直流電源（±12V）。電路如圖2所示，該電路的傳輸函數(shù)為:Au(sAu(s)=cs2c2c 1cc2311+ + c3c2+ c2c3R1R2歸一化的傳輸函數(shù)：A歸一化的傳輸函數(shù)：A(s)= um L 1 1s2+—s+1LQL其中：sL3—c-s其中：sL3—c-s，通帶增益:Auoc—1c3截止角頻率:<R1R2C3C2c1 1 1—++cccc23 2 3截止頻率:fc截止頻率:fc=R1品質(zhì)因數(shù)：Q=(c1+c2+c3).1 c2c3R2R4R3R2R1R4R3R2R1uiu圖1圖1壓控電壓源二階高通濾波器圖2無(wú)限增益多路負(fù)反饋二階高通濾波器3、方案論證兩種方案相比較，第一種方案參數(shù)設(shè)計(jì)較第二種方案更為容易設(shè)計(jì)，并且第一種方案的所用器材都很容易就能夠買的到，而且第一種方案更容易做實(shí)驗(yàn)。所以我選擇第一種方案。三、單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算1、穩(wěn)壓電源單元電路設(shè)計(jì)+電源+整流+濾波+穩(wěn)壓+uuuuU12340變壓器電路由國(guó)由的電路電以2、整流與穩(wěn)壓過(guò)程圖43、參數(shù)設(shè)計(jì)1）直流電源電路的參數(shù)設(shè)計(jì)由于要給集成塊UA741提供正負(fù)12伏特的直流電壓，則選用輸出電壓為15V，功率為20W的變壓器。整流二極管D1、D2、D3、D4選IN4007（由于買不到IN4001）,其極限參數(shù)Urm>100,最大整流平均電流1P=1A,滿足URM><2U2，最大整流平均電流IP=1A>Ima。濾波電容C的容量應(yīng)滿足RlC=（3-5）T/2,采用電解電容，電容的電壓值應(yīng)該大于1、16U2,為獲得較好的濾波效果則選用C=3300uf的電解電容，C2選用0、22uf的瓷介電容，C3選擇220uf的電解電容，在穩(wěn)壓電路選三端穩(wěn)壓器W7812、W7912,它們的輸出電壓為12V,輸出電流為1、5A。

2）二階高通濾波器的參數(shù)設(shè)計(jì)由增益Av=2,Av=1+Rf/R1,所以選R1=Rf=10K歐姆的電阻，fp=100Hz,fp=1/2RC,則選用C=0、1uf的瓷介電容，R3為14K歐姆的電阻，R4為18K歐姆的電阻，由于沒(méi)有該種類的電阻，則用兩個(gè)20K歐姆的可調(diào)電位器替代，集成塊用UA741四、總原理圖及元器件清單1、總原理圖LM78I2CT220nF3300uF-POL220uF-POL50Hz220uF-POL220nF1、總原理圖LM78I2CT220nF3300uF-POL220uF-POL50Hz220uF-POL220nFVOLTAGE_ED2100mV20kHz0Deg3300uF-FOL=C4220nF2.元件清單元件序號(hào)（名稱）型號(hào)主要參數(shù)數(shù)量備注變壓器輸入220V、輸出15V,P=20W1個(gè)帶插頭D1__D4 （二極管）1N4007各1個(gè)保險(xiǎn)管Ip=1個(gè)電解電容c12、3300uf/25V2個(gè)電解電容C565、6220uf2個(gè)瓷介電容c347、 、 、80、22uf4個(gè)集成塊UA7411個(gè)集成穩(wěn)壓器W7812、W7912輸出電壓12V,輸出電流各1個(gè)發(fā)光二極管2個(gè)瓷介電容c9109、100、1uf2個(gè)電阻R120K歐姆2個(gè)電阻R21K歐姆2個(gè)可調(diào)電位器Rw20K2個(gè)五、安裝與調(diào)試.焊接工具：電烙鐵在已做好的電路板上涂一層助焊劑，對(duì)照原理圖將元件安裝在電路板上，檢查元件位置是否正確。檢查無(wú)誤后，用電烙鐵將每個(gè)元件用焊錫焊牢，保證每個(gè)元件不虛焊。在焊元件時(shí)根據(jù)不同元件耐熱性能盡量減少焊接時(shí)間。焊接完畢后用萬(wàn)用表檢查是否斷路和短路。.調(diào)試工具：萬(wàn)用表、示波器，信號(hào)發(fā)生器，數(shù)字毫伏表用小螺絲刀調(diào)節(jié)電位器R3的電阻為14K歐姆，R4的電阻為18K歐姆，接入220伏特的交流電壓，信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)為f=1KHz,Ui=100、2mv的信號(hào)，在輸出端測(cè)得輸出電壓Uo=201、6mv,減小頻率使得f=100Hz,則輸出端Uo=161、2mv,與實(shí)際相差太大，則用螺絲刀微調(diào)節(jié)電位器，此時(shí)使得Uo=141、2mv,在高頻時(shí)輸出電壓為輸入電壓的兩倍，用示波器監(jiān)測(cè)輸出波形沒(méi)有失真，故電路正確，調(diào)試完畢，可以進(jìn)行性能測(cè)試。

六、性能測(cè)試與分析1。輸出電壓的測(cè)量輸入信號(hào)Ui=100、4mv,改變頻率測(cè)輸出電壓，并且在通頻帶時(shí)的頻率要取得密壓控電壓源二階高通濾波器電路的幅頻特性2。數(shù)據(jù)處理與誤差計(jì)算在頻率為高頻時(shí)，U=（201、0+201、7+202、4）/3=201、7mv輸入電壓Ui=100、4，貝UAv=U/Ui=201、〃100、4=2、01相對(duì)誤差:s=（2、01-2）/2*100%=0、5%當(dāng)fp=100Hz時(shí)，Uo理論=U*0、707=201、7*0、707=142、6mv實(shí)驗(yàn)測(cè)得Uo=141、2mv則相對(duì)誤差為S=（142、6-141、2）/142、6*100%=1%3、誤差分析產(chǎn)生該實(shí)驗(yàn)誤差的主要原因有1、輸入信號(hào)不穩(wěn)定會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差。2、由橋式整流電容濾波集成穩(wěn)壓塊電路設(shè)計(jì)電路提供所需的正負(fù)直流電不是很準(zhǔn)，沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的正負(fù)12伏特，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差。3、在參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)也會(huì)引入誤差。4、在計(jì)算過(guò)程中會(huì)引入計(jì)算誤差。七、結(jié)論與心得結(jié)論1、由實(shí)驗(yàn)可知，當(dāng)頻率f為通帶截止頻率fp時(shí)，輸出電壓Uo約為最大輸出電壓的0、707倍，即|Au|\|AuP|。2、由實(shí)驗(yàn)可知，高通濾波器削弱低頻信號(hào)，只放大頻率高于fp的信號(hào)，我們可把高通濾波器用于交流放大電路的耦合電路，隔離直流成分。3、實(shí)驗(yàn)中，監(jiān)測(cè)的波形沒(méi)有失真，說(shuō)明只要正反饋引入得到，就能在￡=m時(shí)使電壓放大倍數(shù)數(shù)值增大，又不會(huì)因正反饋過(guò)強(qiáng)而產(chǎn)生自激振蕩。心得我所做的實(shí)驗(yàn)相對(duì)于其他同學(xué)的實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，非常簡(jiǎn)單，電路也簡(jiǎn)單，焊接電路板時(shí)也比較輕松，。雖然簡(jiǎn)單，感覺(jué)自己還有很多東西要去學(xué)習(xí)，自己課本知識(shí)不是學(xué)得很好，實(shí)驗(yàn)缺乏理論知識(shí)，所以，以后要加強(qiáng)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，并且電路焊接技術(shù)也有待加強(qiáng)?？傊瑢?shí)驗(yàn)已經(jīng)做完了，總體還是滿意的。八、參考文獻(xiàn).童詩(shī)白、華成英《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》（第三版）.謝自美〈〈電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測(cè)試〉〉物理與電子信息學(xué)院模擬電路課程設(shè)計(jì) 成績(jī)?cè)u(píng)定表專業(yè)：電子信息