《信號與系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告-帶通濾波器的設(shè)計(jì)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《信號與系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告-帶通濾波器的設(shè)計(jì)（12頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 廣州大學(xué) 綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn) 報(bào)告冊 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 選頻網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究 學(xué)院 物電學(xué)院 年級專業(yè)班 電子131 姓名 朱大神 學(xué)號 成績 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn) 電子樓316 指導(dǎo)老師 《綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)》預(yù)習(xí)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：選頻網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究 一 引言： 選

2、頻網(wǎng)絡(luò)在信號分解、振蕩電路及其收音機(jī)等方面有諸多應(yīng)用。比如，利用選頻網(wǎng)絡(luò)可以挑選出一個(gè)周期信號中的基波和高次諧波。選頻網(wǎng)絡(luò)的類型和結(jié)構(gòu)有很多，本實(shí)驗(yàn)將通過設(shè)計(jì)有源帶通濾波器實(shí)現(xiàn)選頻。 二 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? （1）熟悉選頻網(wǎng)絡(luò)特性、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用，掌握選頻網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)及其設(shè)計(jì)方法。 （2）學(xué)會使用交流毫伏表和示波器測定選頻網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性和相頻特性。 （3）學(xué)會使用Multisim進(jìn)行電路仿真。 三 實(shí)驗(yàn)原理： 帶通濾波器： 這種濾波器的作用是只允許在某一個(gè)通頻帶范圍內(nèi)的信號通過，而比通頻帶下限頻率低和比上限頻率高的信號均加以衰減和抑制。 典型的帶通濾波器可以從二階低通濾波器中將其中

3、一級改成高通而成，如圖1所示。 圖1 二階帶通濾波器 電路性能參數(shù)可由下面各式求出。 通帶增益： 其中B為通頻帶寬。 中心頻率： 通帶寬度： 品質(zhì)因數(shù)： 此電路的優(yōu)點(diǎn)是，改變和的比值，就可以改變通帶寬度B而不會影響中心頻率。 圖1 二階帶通濾波器 四 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 設(shè)計(jì)一個(gè)中心頻率，品質(zhì)因數(shù)的帶通濾波器。 五 重點(diǎn)問題： （1）確定帶通濾波器的中心頻率、上限頻率及下限頻率。 （2）驗(yàn)證濾波器是否能篩選出方波的三次諧波。 六 參考文獻(xiàn)： [1]熊偉等.Multisim 7 電路設(shè)計(jì)及仿真應(yīng)用.北京：清華大學(xué)出版社，20

4、05. [2]吳正光，鄭顏.電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)仿真與實(shí)踐.北京：科學(xué)出版社，2008. [4]童詩白等.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第三版）.北京：高等教育出版社，2001. [3]承江紅，謝陳躍.信號與系統(tǒng)仿真及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo).北京：北京理工大學(xué)出版社，2009. 《綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)》實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：選頻網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究 摘要： 帶通濾波器理論計(jì)算：中心頻率，下限頻率，上限頻率。 帶通濾波器Multisim仿真：中心頻率，下限頻率，上限頻率。 帶通濾波器實(shí)際電路實(shí)驗(yàn)：中心頻率，下限頻率，上限頻率。 設(shè)計(jì)的帶通濾波器可以篩選出頻率為2000Hz的方波的三

5、次諧波。 一 引言： 選頻網(wǎng)絡(luò)在信號分解、振蕩電路及其收音機(jī)等方面有諸多應(yīng)用。比如，利用選頻網(wǎng)絡(luò)可以挑選出一個(gè)周期信號中的基波和高次諧波。選頻網(wǎng)絡(luò)的類型和結(jié)構(gòu)有很多，本實(shí)驗(yàn)將通過設(shè)計(jì)有源帶通濾波器實(shí)現(xiàn)選頻。 二 實(shí)驗(yàn)要求： 設(shè)計(jì)一個(gè)帶通濾波器，要求中心頻率，品質(zhì)因數(shù)，要求帶通濾波器能篩選出頻率為2000Hz的方波的三次諧波。 三 實(shí)驗(yàn)儀器: 名稱 數(shù)量 名稱 數(shù)量 10KΩ電阻 3 0.1μF電容 2 75KΩ電阻 2 萬用表 1 10KΩ電位器 2 雙蹤示波器 1 OP07CP運(yùn)放 1 信號發(fā)生器 1 萬用板 1 穩(wěn)壓電

6、源 1 排針 若干 導(dǎo)線 若干 電烙鐵 1 Multisim軟件 1 焊錫 一卷 螺絲刀 1 四 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟： （1）理論設(shè)計(jì) 1.用圖1所示電路設(shè)計(jì)帶通濾波器。 2.參數(shù)計(jì)算 ?取品質(zhì)因數(shù)Q=10，中心頻率，通帶增益，，， ?通帶增益 ?上限頻率 下限頻率 ?由， 得 ?由 和 聯(lián)立 解得， （2）Multisim電路仿真 按圖1所示電路及步驟（1）計(jì)算所得參數(shù)搭建仿真電路，如圖2所示。 圖2 二階有源帶通濾波器仿真電路 1.測試中心頻率，下限頻率，上限頻率 開啟仿真開關(guān)，調(diào)節(jié)信號發(fā)生器輸

7、出（有效值）的正弦波，調(diào)節(jié)頻率，使輸出最大，此時(shí)頻率為中心頻率；繼續(xù)調(diào)節(jié)頻率使輸出為0.707，此時(shí)的頻率分別為下限頻率，上限頻率，數(shù)據(jù)記入表1-1，波形記入表1-2。 2.測試帶通濾波器的頻響特性 打開虛擬波特測試儀，觀察帶通濾波器的幅頻特性和相頻特性，數(shù)據(jù)記入表2。 3.用帶通濾波器篩選出頻率為2000Hz的方波的三次諧波 調(diào)節(jié)信號發(fā)生器，輸出頻率為2000Hz的方波，調(diào)節(jié)頻率為，用示波器觀察輸出波形，數(shù)據(jù)記入表3。 （3）真實(shí)電路實(shí)驗(yàn) 按圖1所示電路及步驟（1）計(jì)算所得參數(shù)在萬用板上焊接電路，其中，這兩個(gè)電阻用兩個(gè)10KΩ的電位器代替便于調(diào)試由兩個(gè)阻值為75KΩ的電阻并聯(lián)

8、而成，由兩個(gè)阻值為的電阻串聯(lián)而成。 1.測試中心頻率，下限頻率，上限頻率 接通電源，調(diào)節(jié)信號發(fā)生器輸出（有效值）的正弦波，調(diào)節(jié)頻率，使輸出最大，此時(shí)頻率為中心頻率；繼續(xù)調(diào)節(jié)頻率使輸出為0.707，此時(shí)的頻率分別為下限頻率，上限頻率，數(shù)據(jù)記入表1-1，波形記入表1-2。 2.用帶通濾波器篩選出頻率為2000Hz的方波的三次諧波 調(diào)節(jié)信號發(fā)生器，輸出頻率為2000Hz的方波，調(diào)節(jié)頻率為，用示波器觀察輸出波形，數(shù)據(jù)記入表3。 五 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及結(jié)果表示： 表1-1 測試，， /Hz 1954 /Hz 1999 /Hz 2015 仿真電路 /V 2 2

9、2 61 32.8 /V 2.426 3.488 2.411 1.213 1.744 1.206 /Hz 1875 /Hz 1992 /Hz 2112 真實(shí)電路 /V 2 2 2 237 8.4 /V 2.56 3.65 2.53 1.26 1.825 1.165 表1-2 處波形 仿真電路 真實(shí)電路 表2 帶通濾波器的頻響特性 幅頻特性 相頻特性 表3 篩選頻率為2000Hz的方波的三次諧波 仿真電路 波形頻率 1989.8Hz 真實(shí)電路 波形頻率

10、 1988.4Hz 六 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析： （1）理論設(shè)計(jì)、仿真電路、真實(shí)電路實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比 /Hz /Hz /Hz B Q 理論設(shè)計(jì) 2000 1900 2100 200 10 2 仿真電路 1999 1954 2015 61 32.8 1.744 真實(shí)電路 1992 1875 2112 237 8.4 1.825 （2）誤差分析 1.真實(shí)電路實(shí)驗(yàn)中輸出波形不穩(wěn)定原因：原件接觸不良；電路排線太密，兩條焊錫之間產(chǎn)生電容，影響電路功能；單運(yùn)放電路不穩(wěn)定。 2.中心頻率不準(zhǔn)確：原件精度不夠；欠進(jìn)一步調(diào)試。 總體來說，實(shí)驗(yàn)雖有

11、誤差，但設(shè)計(jì)的濾波器實(shí)現(xiàn)了選頻功能，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)合理，結(jié)果比較理想。 七 實(shí)驗(yàn)心得： 歷時(shí)兩周，這次設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)隨著老師在記錄表上打鉤畫圈，結(jié)束了。兩周時(shí)間不長，但帶給我的體驗(yàn)與感受卻很多。 我在理論設(shè)計(jì)上花的時(shí)間并不多，因?yàn)閯偤媚ｋ妼?shí)驗(yàn)也做了關(guān)于濾波器的實(shí)驗(yàn)，我就參考模電實(shí)驗(yàn)中帶通濾波器的電路，按設(shè)計(jì)要求計(jì)算好參數(shù)，畫出了電路。從設(shè)計(jì)到Multisim仿真，一切都很順利，并沒有消耗太多時(shí)間。 前期的順利讓我以為這個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)將會一直很順利地進(jìn)行下去，但是在實(shí)際電路的實(shí)驗(yàn)中，我才真正體會到“理想與現(xiàn)實(shí)”的差距。 我先用面包板插上原件測試了一下電路，中心頻率是2100Hz，當(dāng)時(shí)想著面包板

12、可以做出來，那就焊一個(gè)電路吧，于是又焊了一個(gè)電路。然而焊接的電路效果卻沒有面包板那么理想，調(diào)試了好久才調(diào)出了波形，調(diào)出波形后又調(diào)試了好久才把中心頻率調(diào)到了1992Hz。最后是拿焊的板去檢查，因?yàn)槲以诤附拥陌遄由匣烁嗟男乃迹蚁Ｍ故净诵乃嫉某晒? 在電路調(diào)試過程中，煩躁過，不耐心過，不過最后做出來了還是覺得很有成就感。這次設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)步不僅僅讓我更加了解帶通濾波器的性能，還讓我變得更有耐心，更細(xì)心，因?yàn)閹е辜睙┰甑男那槭呛茈y做成事情的。 由于單運(yùn)放做出來的濾波器不夠穩(wěn)定，所以在后續(xù)的學(xué)習(xí)中，我打算借鑒做雙運(yùn)放濾波器的同學(xué)的電路，嘗試設(shè)計(jì)雙運(yùn)放的濾波器。希望能在對比中進(jìn)步。 八 參考文獻(xiàn)： [1]熊偉等.Multisim 7 電路設(shè)計(jì)及仿真應(yīng)用.北京：清華大學(xué)出版社，2005. [2]吳正光，鄭顏.電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)仿真與實(shí)踐.北京：科學(xué)出版社，2008. [4]童詩白等.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第三版）.北京：高等教育出版社，2001. [3]承江紅，謝陳躍.信號與系統(tǒng)仿真及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo).北京：北京理工大學(xué)出版社，2009.