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沈阳航空航天大学 课 程 设 计 （说明书） 低通滤波器的设计 班级 / 学号 学 生 姓 名 指 导 教 师 沈阳航空航天大学 课 程 名 称 电子技术综合课程设计 院（系） 专业 班级 学号 姓名 课程设计题目 低通滤波器的设计 课程设计时间: 年 月 日 至 年 月 1日 课程设计的内容及要求： 一、设计说明 设计一个低通滤波器。低通滤波器在工业现场主要用于信号的滤波，提高有效信号的信噪比。实际环境下的有效信号一般是传感器输出信号或通信传输的信号。目前随着计算机技术的快速发展，诞生了很多方便的设计软件，例如：TI公司的FilterPro,就是一款很好的滤波器设计软件，本次设计建议使用。 二、技术指标 1．截止频率10Hz，通带增益20dB；截止带增益-30dB。 三、设计要求 1．设计建议采用TI公司的FilterPro滤波器设计软件。 2．输入信号为正弦波，要求通过示波器观测输入输出的相位差。 3．要求将输出正弦波整形为方波并设计电路测量输出方波信号频率。 4．可以考虑频率输出信号与频率测量电路之间增加光电隔离。 5．画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。 四、实验要求 1．根据技术指标制定实验方案。 2．部分仿真或实际验证所设计的电路。 3．进行实验数据处理和分析。 五、推荐参考资料 1.姚福安. 电子电路设计与实践[M]济南：山东科学技术出版社，2001年 2.阎石. 数字电子技术基础. [M]北京：高等教育出版社，2006年 3.刘贵栋主编.电子电路的Multisim仿真实践[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2008年 4.童诗白、华成英主编.模拟电子技术基础,[M]北京：高等教育出版社，2007年. 六、按照要求撰写课程设计报告 指导教师 年 月 日 负责教师 年 月 日 学生签字 年 月 日 成绩评定表 评语、建议或需要说明的问题： 指导教师签字： 日期： 成 绩 概述滤波器（filter），是一种用来消除干扰的器件，让有用信号尽可能无衰减的通过，对无用信号尽可能大的衰减。其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频率。方案论证 图1功能框图 本设计是由TI公司的FilterPro滤波器设计软件直接设计生成的滤波器电路，FilterPro是一款强大的滤波器设计软件，研发时间断、成本比较低、产品开发投放市场快。与其它的类型的滤波器不同的是，它支持三种最常见的全极点滤波器类型：巴特沃兹（最大幅度平坦度）、切比雪夫（等纹波幅度）及贝塞尔（最大延迟时间平坦度）。此软件是经过了一系列精确细致的运算，得到更为理想的低通滤波器，误差范围更小，产生效果更明显，更易于大家认可和接受。利用施密特触发器状态转换过程中的正反馈作用，可以将边沿变化缓慢的周期性信号变换为边沿很陡的矩形脉冲信号。具有科学性和正确性。本设计可以使用频率低于10Hz的信号通过，经过多次仿真测试，此滤波器满足将输入的正弦波通过施密特触发器对信号整形为方波，然后将输出方波信号通过单稳态触发器做定时器1s后测出通过方波的周期数即为该波的频率，满足了设计要求，经过对信号进行处理后可通过数码管可直接显示出来。 电路设计Gain (Ao):为通带增益20dB，Allowable Passband Ripple (Rp):默认为1db, Stopband Frequency (fs):截止频率10Hz, Stopband Attenuation (Asb): 截止带增益-30dB。将条件填写完整后，Next下一步转到Step3,Filter Response滤波器响应方式：Gain(dB),Response Type反映类型:Butterworth。进入下一步Stept4：Filter Topology滤波器拓扑:Multiple-Feedback多反馈，最后Finish结束后生成滤波器电路图如图2： 图2生成滤波器电路图 矩形波的产生 用555芯片设计的施密特触发器电路 如图3 施密特触发器输出状态的转换取决于输入信号的变化过程，即输入信号从低电平上升的过程中，电路状态转换时，对应的输入电平VT+与输入信号从高电平下降过程中对应的输入转换电平VT