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基于运算放大器的带通滤波器的设计与物理实现(最终版) 基于运算放大器的带通滤波器的设计与物理实现(最终版)

格式:word 上传:2022-06-25 15:57:21

《基于运算放大器的带通滤波器的设计与物理实现(最终版)》修改意见稿

1、“.....切比雪夫响应在直流处的分贝值若是奇数时为,是偶数时则为。由于切比雪夫滤波器可以用低于巴特沃兹滤波器的阶次来实现给定的过渡带截止速率,因而降低了电路的复杂性和价格。然而,切比雪夫响应在过渡带以外就像同阶的巴特沃兹响应样,也以滚降。图切比雪夫响应基于的级联设计与的仿真波形和分析结果这种方法是基于可以将传递函数因式分解后化成低阶项乘积的形式来实现的。如果阶次是偶数,那么分解后的式子由个二阶项组成如果阶次是奇数,则分解后的式子就会含有个阶项。有时可将这个阶项与二阶项中的个合并而产生个三阶项。如果存在阶项,则可用纯粹的或网络来实现,于是仅仅需要知道的是所要求的频率。二阶项则可以用从第二章所介绍的任何种滤波器来实现。对于每级,都需要知道它的和,如果这级是带阻的话,还需要知道。如前所述......”

2、“.....级联方式具有很多优点。每节的设计相对较简单,元件值也般较低。每节低输出阻抗消除了级间负载效应,因此如果需要的话,可以将每节看成是独立于其他部分的,从而可以单独进行协调。由于可以使用些标准模块来设计出各种各样和更加复杂的滤波器,因此从经济的角度来看,这种设计方式本身的模块化是很吸引人的。从数学的角度开说,各部分级联的顺序是没有关系的。然而在实际应用中,由于在高的节中可能存在信号箝位,因此为了避免动态范围的损失和滤波器精度的降低,可以把各节按值升高的顺序级联在起,即把低值的节放在信号通路的第级上。但是,这种级联顺序并没有考虑到在高值节中可能成为关注的内部噪声的影响。高模块中任何落在谐振峰值处的噪声都可能会被显著放大。因此,应将高部分放在级联顺序中的前列来减少噪声。般而言,最优的级联顺序是根据输入信号的频谱,滤波器类型......”

3、“.....利用我们可以很方便地设计个高阶级联滤波器,如图,这是个中心增益为,中心频率,并从到间截止频率滚降至。这已基本能够满足我们的设计要求。图的参数选择如图,软件给出了个基于理想运放的个多重反馈二阶带通滤波器的级联设计电路图,并给出了相应的频率特性曲线。图带通滤波电路图我们可以进步在中进行电路仿真,确定该电路的特性。首先绘制个相同的电路图。图带通滤波电路图观察图的交流传输特性曲线可以看出,由于电路基于巴特沃兹响应,交流传输特性在通频带几乎为条直线,这保证了有效信号在传输过程的最大不失真。其次在附近,增益的滚降速度相当明显,保证了对杂波最大程度的滤除。由所示,在,振幅的正弦信号输入下,同样保持的正弦信号输出。而在所示电路中,输入被调整为,此时输出已经趋近于条直线。该滤波器的仿真结果表明其滤波特性已满足设计要求......”

4、“.....我们利用单片机驱动喇叭发出音频信号测试滤波器通阻带的滤波效果。声源的信号频率由单片机产生,经功率放大电路放大后由喇叭输出音频信号。利用程序使引脚输出频率不同的音频信号,使喇叭分别输出和的音频信号,并分别持续,同时在示波器上观察滤波器输出波形,在此基础上进步对电路参数进行微调。电路图如下图音频信号产生电路音频信号接收电路通过接收,收到的信号再进入滤波器进行滤波处理。考虑到接收的音频信号较小,后接三极管进行信号放大,并通过比较器输出方波信号给滤波器进行处理。电路图如下图音频信号接收电路系统整体电路图与滤波结果分析如图与所示是基于电路图焊接的实际电路。在喇叭上加个纸筒是利用声音叠加扩大的原理,对声音有放大的作用。图音频信号发生实物图图音频信号接收与滤波器实物图图至所示是滤波器分别在音频输入下的输出波中断使能,定时器计数模式......”

5、“.....方波信号持续秒,方波信号持续秒中断服务程序中断服务程序形,可以看出,即使只是超出通频带的范围,衰减效果也已经相当明显。基本达到了本课题设计要求。图音频信号下输出波形图音频信号下输出波形图音频信号下输出波形结论本文旨在对基于运算放大器的高阶模拟滤波器的设计做简要介绍。在数字化信息化应用日益广泛的背景下,我们也不能单方面着眼于仅靠程序语言编写数字电路的方法。模拟电路的计算与设计各元器件的参数与特性依然是我们不可忽视的重要基础,了解它们同样是我们设计个优秀数字电路的前提。因此,本文在阐述设计方案的同时,重点介绍了运算放大器的内部电路工作原理以及基本组成电路的分析方法。在设计方法上,本文介绍了种基于的简明的级联设计方法,并简要介绍了环境下的仿真方法,对高阶模拟有源带通滤波器的设计有定的指导意义。同时必须指出,由于数字滤波器在实际电路中的使用还需加入模数转换装置......”

6、“.....设计简便的优势。因此尽管数字滤波器的应用日趋广泛,而模拟滤波器始终在广泛的领域有着不可或缺的作用。基于篇幅限制,本文就不再对数字滤波器做更多的介绍,而模拟滤波器领域依然许多有优化方案尚未解决,需要我们做进步的研究与思考。致谢大学生活晃而过,回首走过的岁月,心中倍感充实,当我写完这篇毕业论文的时候,有种如释重负的感觉,感慨良多。首先要感谢我的论文指导老师何为老师。本课题在选题及研究过程中得到何为老师的悉心指导。何老师多次询问研究进程,并为我指点迷津,帮助我开拓研究思路,精心点拨热忱鼓励。并在忙碌的教学工作中挤出时间来审查修改我的论文。在此表示诚挚的感谢,还有教过我的所有老师们,你们严谨细致丝不苟的作风直是我工作学习中的榜样他们循循善诱的教导和不拘格的思路给予我无尽的启迪。感谢四年中陪伴在我身边的同学朋友,感谢他们为我提出的有益的建议和意见......”

7、“.....还在论文的撰写和排版灯过程中提供热情的帮助。有了他们的支持鼓励和帮助,我才能充实的度过了四年的学习生活。另外,在校图书馆查找资料的时候,图书馆的老师也给我提供了很多方面的支持与帮助。在此向帮助和指导过我的各位老师表示最中心的感谢,感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文献,如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发,我将很难完成本篇论文的写作。参考文献李远文有源滤波器设计北京人民邮电出版社,刘南平,吉红模拟电子技术西安西安电子科技大学出版社,关健虚拟电子技术北京电子工业出版社,范立南,思莉,代红艳模拟电子技术北京中国水利水电出版社,郑君里,杨为理信号与系统北京高等教育出版社,吴大正信号与线性系统分析北京高等教育出版社,康华光电子技术基础模拟部分北京高等教育出版社,童诗白模拟电子技术基础北京高等教育出版社......”

8、“.....徐以容电力电子技术基础南京东南大学出版社,邱关源,罗先觉电路北京高等教育出版社,陈惠开无源与有源滤波器应用北京人民邮电出版社,毕满清模拟电子技术基础北京电子工业出版社,包文亮信号与通信系统北京清华大学出版社,王宏及其在信号处理中的应用北京清华大学出版社,,,附录基于的音频信号发生程序关闭看门狗中断使能,定时器计数模式输出别用和表示,输出是。箭头代表信号从输入向输出流动。图运算放大器等效运算电路其中增益称为无载增益,因为在输出不加载时有式表明,运算放大器仅对它的输入电压之间的差作出响应,而不对它们的单个值响应,因此运算放大器也称为差分放大器。由于增益很大,差分电压就被界定到非常小。譬如,要维持,个无载运算放大器需要,是非常小的电压。个无载运放只需,个更小的值。理想运算放大器我们知道,为了使加载效应最小......”

9、“.....并且对输出负载来说必须呈现出可以忽略的电阻理想为零。运算放大器也不例外,所以定义理想运算放大器作为个具有无限大开环增益的理想电压放大器它的理想端口条件是可以看到,在的极限情况下得到。个零输入的放大器为何还能维持住个非零的输出,答案的关键在于随着增益趋于无限大,确实向零趋近,但是却以这样种方式保持住乘积。当运算放大器工作在负反馈时,在极限下它的输入电压接近于零,或者,由于,而使接近于,这个称之为输入电压约束的性质使得输入端看起来好像他们是短路在起似的,而事实上它们并不是那样。我们还知道,理想运算放大器在它的输入端是不吸取电流的,所以这个表面上看起来短路的又不产生任何电流,这称为输入电流约束性质。换句话说,从电压的角度来说,输入端口好像是短路,而从电流的角度来说,输入端口又好像是开路......”

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