《电路分析课程设计》2013年12月12改终稿.docVIP

《电路分析基础》 课程设计说明书 太原理工大学信息与通信工程系 设计题目及主要技术指标 一、设计题目（可任选一个） 1．低通滤波器的设计 技术指标要求： 1）通带边界频率ωc=3140rad/s（f=500Hz）dB； 阻带边界频率ωs=18840rad/s（f=3000Hz）=30dB； 2）通带边界频率ωc=4396rad/s（f=700Hz）dB； 阻带边界频率ωs=26376rad/s（f=4200Hz）=30dB； 3）通带边界频率ωc=6280rad/s（f=1000Hz）dB； 阻带边界频率ωs=37680rad/s（f=6000Hz）=30dB； 4）通带边界频率ωc=7536rad/s（f=1200Hz）dB； 阻带边界频率ωs=45216rad/s（f=7200Hz）=30dB； 5）通带边界频率ωc=9420rad/s（f=1500Hz）dB； 阻带边界频率ωs=56520rad/s（f=9000Hz）=30dB； 上述5个指标增益K都取为K=1。 2．高通滤波器的设计 技术指标要求： 1）通带边界频率ω=3768rad/s（f=600Hz）；通带最大衰减=3dB； 阻带边界频率ωs=rad/s （f=100Hz）；阻带最小衰减=30dB； 2）通带边界频率ω=5652rad/s（f=900Hz）； 通带最大衰减=3dB； 阻带边界频率ωs=rad/s （f=150Hz）； 阻带最小衰减=30dB； 3）通带边界频率ω=7536rad/s（f=1200Hz）；通带最大衰减=3dB； 阻带边界频率ωs=rad/s（fs=200Hz）；阻带最小衰减=30dB； 4）通带边界频率ω=11304rad/s（fc=1800Hz）；通带最大衰减=3dB； 阻带边界频率ωs=rad/s（fs=300Hz）； 阻带最小衰减=30dB； 5）通带边界频率ω=15072rad/s（fc=2400Hz）；通带最大衰减=3dB； 阻带边界频率ωs=rad/s（fs=400Hz）； 阻带最小衰减=30dB； C的值，避免计算出的C值太大或太小。 计算机上定量仿真。 仿真时首先在Multisim仿真环境下画出电路图，并给各元件赋上理论计算值，然后运用虚拟波特图仪和示波器分析所设计的滤波器的幅频特性，观察幅频响应曲线，如果不满足技术指标要求，进一步修改所设计的电路及各个元件参数，直到满足技术指标要求为止。最后Copy仿真电路的幅频特性曲线，特性曲线上应显示满足技术指标要求的通带及阻带边界频率点及其对应的衰减dB根据仿真电路搭建实际电路，检查无误后用示波器定性观察其幅频特性。实验过程中，要求记录输入不同频率时对应输出波形幅值的变化规律，采用描点法绘制滤波器的输出幅值随输入信号频率的变化曲线，定性分析其变化规律，并与仿真电路的幅频特性曲线比较。 分析总结设计，撰写报告对所设计的滤波器特性进行分析，对设计过程进行总结，撰写设计报告。设计报告应包括的内容： 1.根据技术指标推导滤波器电压转移函数的详细过程。 2.根据电压转移函数设计滤波器电路原理图的详细过程，电路原理图中的各元件参数的选择方法和详细计算过程。 3. Multisim仿真环境下仿真过程及仿真结果，包括仿真时电路图、图中各元件参数值、幅频特性曲线（特性曲线上应显示满足技术指标要求的通带及阻带边界频率点及其对应的衰减dB 附录一 有源滤波器设计的基础知识 滤波器是一种能够让一定频率范围内的信号通过，抑制或急剧衰减此频率范围以外的信号的装置。能通过的频率构成通带，而被衰减的频率则构成滤波器的阻带。根据对频率范围的选择不同，可分为低通(LP)、高通(HP)、带通(BP)与带阻(BE)四种滤波器。在信息处理、数据传输、抑制干扰等方面应用广泛。 一．有源滤波器概念 滤波器可分为无源滤波器和无源滤波器。无源滤波器由电感、电容和电阻构成。由于受到尺寸和实际性能的限制，电感在某些频率范围内不适用；如果用能模拟电感效应的有源器件来代替电感，则构成了有源滤波器。其中用集成电路运算放大器代替电感是有源滤波器最常用的方法之一。与无源滤波器相比，有源滤波器除了可滤除谐波外，同时还可动态补偿无功功率。有源滤波器一般用电压转移函数来说明()。在正弦稳态条件下，电压转移函数可写成其中是幅值或增益函数，是相位函数。 二．有源滤波器的分类 按滤波器通带和阻带在频率内的位置，滤波器可分为：低通、高通、带通和带阻等类别，下面分别进行介绍。 1．低通滤波器 低通滤波器是一种能让从直流到截止频率的低频分量通过，同时衰减或抑制高频分 量的器件。其特性用幅频特性曲线来表示，此处幅频特性指的是电压转移函数的振幅对频率或的变