通信1123班2组有源带阻滤波器课设报告

整理文档很辛苦,赏杯茶钱您下走!

免费阅读已结束,点击下载阅读编辑剩下 ...

阅读已结束,您可以下载文档离线阅读编辑

资源描述

RC有源带阻滤波器课设报告第1页共21页科信学院电子电路仿真及设计CDIO三级项目设计说明书(2012/2013学年第二学期)题目:RC有源带阻滤波器专业班级:通信工程11级3班学生姓名:师景福、赵路阳、金泽明、王梦梦杨建彪、麻志浩、董亚贤、学号:2308、2309、2310、2311、2313、2314、2315、指导教师:马永强、贾少锐、李晓东、付佳设计周数:2周2013年7月5日RC有源带阻滤波器课设报告第2页共21页目录一、±5v直流电源........................................41.1概述.......................................................41.2设计要求...................................................41.3系统原理...................................................41.4电子元件...................................................41.5电路.......................................................41.6multisim仿真结果..........................................51.7制作过程...................................................51.7.1焊接制作..............................................51.7.2测试..................................................6二、RC正弦波振荡器......................................72.1实验原理...................................................72.1.1RC串并联正反馈网络的选频特性.........................82.1.2带稳幅环节的负反馈支路...............................102.2实验内容..................................................112.3实验过程及示波器波形......................................122.3.1焊接制作.............................................122.3.2测试.................................................13三、RC有源带阻滤波器...................................143.1内容摘要..................................................143.2设计任务..................................................143.3实验要求..................................................143.4实验原理..................................................143.5方案选择..................................................143.6电路设计、参数计算及元器件选择............................153.6.1电路设计.............................................153.6.2参数计算.............................................15RC有源带阻滤波器课设报告第3页共21页3.6.3元器件选择...........................................153.7实验仪器..................................................163.8实验内容..................................................163.8.1仿真概述.............................................163.8.2仿真具体步骤.........................................163.8.3实验项目与测试方法...................................173.8.4焊接制作.............................................183.8.5示波器滤波效果.......................................193.8.6实验数据.............................................203.8.7频谱图...............................................203.9误差分析..................................................203.10实验总结.................................................21参考文献.................................................21附录.....................................................21RC有源带阻滤波器课设报告第4页共21页一、±5v直流电源1.1概述为RC有源带阻滤波器和信号发生器提供电源。1.2设计要求±5v直流电源1.3系统原理图1系统原理图首先是对220V的高压进行变压,变压器的具体的匝比要根据下级的电路来确定。变压之后的电流仍然为交流,在通过整流电路后,变为脉冲直流。滤波电路可以消除脉冲,但是输出的直流电压仍不稳定。最后,通过稳压电路,使得电压的稳定性大大提高,整个过程如图1。1.4电子元件(1)0.1µF电容2个(2)2200µF电容2个(3)470µF电容2个(4)470Ω电阻2个(5)LM7805CT1个(6)LM7905CT1个(7)整流桥1个(8)发光二极管2个(9)变压器1个(10)面包板1个1.5电路变压整流滤波稳压AC220VDC5VRC有源带阻滤波器课设报告第5页共21页1.6multisim仿真结果1.7制作过程1.7.1焊接制作按照上述电路图,在面包板上进行排版设计和连线焊接。所得实物图如下。直流电源实物图RC有源带阻滤波器课设报告第6页共21页1.7.2测试用万用表测试该制作的电源为﹢4.98v和﹣4.98v,属于误差范围之内,所以该电源符合设计要求。万用表实物测试图RC有源带阻滤波器课设报告第7页共21页二、RC正弦波振荡器2.1实验原理RC正弦波振荡器的实验电路如图1所示。71.56VDD5V741C20.022uFU。R432R210kΩR350kΩ25%R510kΩR1D1D24VEE-5V5kΩ70%0.022uF5kΩ70%C1图(a)RC正弦波产生电路RC有源带阻滤波器课设报告第8页共21页图(b)Multisim仿真电路图图(c)Multisim仿真振荡器输出波图1RC正弦波振荡器该电路由三部分组成:作为基本放大器的运放;具有选频功能的正反馈网络;具有稳幅功能的负反馈网络。2.1.1RC串并联正反馈网络的选频特性电路结构如图2所示。一般取两电阻值和两电容值分别相等。由分压关系可得正反馈网络的反馈系数表达式:RC有源带阻滤波器课设报告第9页共21页RCjRCjRRCjRCjRCjRCjRZZZVVFiF1111//11//212RCjRCjRCjRCRCjRCjRCjRCjRCjRCjRCjRCjRCjR13121111122令RC10,则上式为0031jF由上式可得RC串并联正反馈网络的幅频特性和相频特性的表达式和相应曲线(如图3和图4所示)。200231F3arctg00F--+FV图2iV1Z2Z+RC有源带阻滤波器课设报告第10页共21页由特性曲线图可知,当ω=ω0时,正反馈系数达最大值为1/3,且反馈信号与输入信号同相位,即φF=0,满足振荡条件中的相位平衡条件,此时电路产生谐振ω=ω0=1/RC为振荡电路的输出正弦波的角频率,即谐振频率fo为RCfo21当输入信号iV的角频率低于ω0时,反馈信号的相位超前,相位差φF为正值;而当输入信号的角频率高于ω0时,反馈信号的相位滞后,相位差φF为负值。2.1.2带稳幅环节的负反馈支路由上分析可知,正反馈选频网络在满足相位平衡的条件下,其反馈量为最大,是三分之一。因此为满足幅值平衡条件,这样与负反馈网络组成的负反馈放大器的放大倍数应为三倍。为起振方便应略大于三倍。由于放大器接成同相比例放大器,放大倍数需满足VFA=1+31RRf,故1RRf2。为此,线路中设置电位器进行调节。为了输出波形不失真且起振容易,在负反馈支路中接入非线性器件来自动调节负反馈量,是非常必要的。方法可以有很多种。有接热敏电阻的,有接场效应管的(压控器件),本实验是利用二极管的非线性特性来实现稳幅的。其稳幅原理可从二极管的伏安特性曲线得到解答。如图5所示。ωφF-9090图4相频特性曲线图3幅频特性曲线ω01/3Fωω0RC有源带阻滤波器课设报告第11页共21页iDvDID2ID1VD1VD2Q1Q2图5在二极管伏安特性曲线的弯曲部分,具有非线性特性。从图中可以看出,在Q2点,PN结的等效动态电阻为22QdidvrDDd;而在Q1点,PN结的等效动态电阻为11QdidvrDDd;显然,1dr2dr;也就是说,当振荡器的输出电压幅度增大时,二极管的等效电阻减少,负反馈量增大,从而抑制输出正弦波幅度的增大,达到稳幅的目的。通过Rp调节负反馈量,将振荡器输出正弦波控制在较小幅度,正弦波的失真度很小,振荡频率接近估算值;反之则失真度增大,且振荡频率偏低。这是在实验中应当注意的。2.2实验内容1.参照图1(b)建立仿真电路,用示波器观察输出波形。2.根据起振要求,电压负反馈电路的电压放大倍数要略大于3,调节电位器Rp,使电路起振且输出良好(尽可能取小的幅值,使输出失真较小)的正弦波,测取输出正弦波的电压有效值Vo。3.测量振荡频率fo(1)用示波器测取fo用示波器内的光标测量功能读出T,计算获得fo。(2)用函数信号发生器的频率计功能测量振荡频率f0振荡电路的输出电压与函数信号发生器的“计数器输入”端连接,按下函数信号发生器的“外测频率”各相关控制键后,在函数信号发生器的5位LED显示器上显示被测信号的频率f0。RC有源带阻滤波器课设报告第12页共21页将测量结果填入表1:表1C1(uF)C2(uF)R2(KΩ)R4(KΩ)f0(KHz)0.0220.0222.02.03.5200.0220.0223.53.52.0310.0220.0225.05.01.4272.3实验过程及示波器波形2.3.1焊接制作按照上述电路图,在面包板上进行排版设计和连线焊接。所得实物图如下。图(a)信号发生器实物图RC有源带阻滤波器课设报告第13页共21页2.3.2测试用

1 / 21
下载文档,编辑使用

©2015-2020 m.777doc.com 三七文档.

备案号:鲁ICP备2024069028号-1 客服联系 QQ:2149211541

×
保存成功