巴特沃斯低通滤波器课程设计.docx

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1、电路基础课程设计巴特沃斯低通滤波器姓名：XXX学号：200XXXXXXXX班级：XXXX设计目标:通带边界频率ωc=4396rad/s(fc=700Hz);通带最大衰减αmax=3dB;阻带边界频率ωs=26376rad/s(fs=4200Hz);阻带最小衰减αmin=30dB;1.设计步骤⑴设计电压转移函数①将给定的电压衰减技术指标进行频率归一化选取归一化角频率ωr=ωc，这样通带边界频率Ωc=ωc/ωr=1,阻带边界频率Ωs=ωs/ωr=ωs/ωc。②根据归一化的技术指标求出电压转移函数巴特沃斯低通滤波器的阶数n=Log(100.1

2、αmin-1)2Log(Ωs)带入数据求得n=1.93取整得n=2由ak=2sin(2k-1)π2n，bk=1和H(s)=Uout(s)Uin(s)=k=1n2Aks2+aks+bk可得到电压转移函数H(s)=Uout(s)Uin(s)=1s2+2s+1将转移函数进行反归一化，即另s=sωc得到实际转移函数H(s)=Uout(s)Uin(s)=1s+2s4396+1⑵转移函数的实现选取下图作为实现转移函数的具体电路：列节点方程求解转移函数节点1U1(1R1+1R2+s*C1)-1R1Uin-1R2-s*C1*U2=0节点2(1R2+s*

3、C2)U2-1R2U1=0节点3U2=U3又有Uout=U3解得H(s)=UoutUin=11+R2+R2s*C2+C1C2R1R2s2对比解得的电压转移函数和推得的电压转移函数里各项的系数并且令R1=R2,C1=1μF,可以得到C1=F=1μFR1=Ω=321.705ΩR2=Ω==321.705ΩC2=F=0.5μF因实验室没有0.5μF的电容因此取C2=0.47μF1.计算机仿真⑴软件环境：Multisim10⑵电路图：⑶仿真结果：①700Hz下的波形图②4200Hz下的波形图③波特图◎700Hz下衰减2.673dB◎4200Hz下

4、衰减30.491dB3．实验室实际操作因实验室没有0.5μF的电容和321.705Ω的电阻，因此取C2=0.47μFR1=R2=330Ω实际连电路时，选取集成电路块的第1、2、3引脚分别作为放大器的输出端、负端和正端，第4和11引脚作为供电端，C2一端连接电压源的接地线。输入波为20V频率为700Hz时，示波器调至5V/div得到如下的波形：频率调至4.2kHz，其余设置不变，得到如下的波形：4．误差分析⑴电路连接得不太紧，导致接触不良会对波形产生干扰。⑵选取的原件值与计算的有一定的出入。⑶仪器本身具有仪器误差