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1、基于集成運(yùn)放的通用二階濾波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 摘 要 從換能器中輸出的信號(hào)非常微弱（在微伏（μV）或毫伏（mV）量級(jí)），并呈現(xiàn)很小的能量。這些信號(hào)通常非常小，以至于不能執(zhí)行任何有用的功能。如果信號(hào)的幅度比較大（福特量級(jí)），則信息處理就變得比較簡(jiǎn)單。放大器幾乎用于每一個(gè)電子系統(tǒng)中，用來(lái)提高微弱信號(hào)的幅度。放大器由一個(gè)或多個(gè)的放大器件組成。放大器的復(fù)雜度依賴于放大器件的數(shù)量。為了能夠分析由很多放大器組成的復(fù)雜電路，每一個(gè)放大器的端口行為模型則是必須的。 而這次的設(shè)計(jì)主要是以通用集成運(yùn)算放大器為基礎(chǔ)，通過查閱資料和動(dòng)手實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)通用二階濾波器，使電路能夠?qū)崿F(xiàn)低通濾波、高通濾波、帶通濾波、帶

2、阻濾波等功能，在不改變電路拓?fù)錀l件下，電路還能被調(diào)節(jié)成一個(gè)正弦振蕩器。文中會(huì)使用一種叫Multisim的仿真軟件,使用計(jì)算機(jī)的精準(zhǔn)性來(lái)驗(yàn)證分析設(shè)計(jì)電路的正確性并能給出振蕩波形。 關(guān)鍵詞：集成運(yùn)放；通用濾波器；二階；MultiSim；設(shè)計(jì)研究 Abstract The signal output from the transducer is very weak (on the order of microvolts (μV) or mV (mV)) and presents little energy. These signals are usually so small that the

3、y can not perform any useful functions. If the signal amplitude is relatively large (Ford order), the information processing becomes relatively simple. The amplifier is used in almost every electronic system to increase the magnitude of the weak signal. The amplifier consists of one or more amplifyi

4、ng devices. The complexity of the amplifier depends on the number of amplifiers. In order to be able to analyze the complex circuit composed of many amplifiers, each port's port behavior model is necessary. This design is based on the universal integrated operational amplifier, through access to in

5、formation and hands-on design and implementation of a common second-order filter, the circuit can achieve low-pass filter, high-pass filter, band-pass filter, band filter and other functions, The circuit can be tuned to a sinusoidal oscillator without changing the circuit topology. The use of a simu

6、lation software called Multisim, the use of the accuracy of the computer to verify the correctness of the analysis of the design circuit and can give the oscillation waveform. Key words: Integrated op amp；General purpose filter；Two order;MultiSim；Design research 1 引言 放大器是在不改變輸入信號(hào)波形的前提下，能使其能量增大的有源

7、二端子電路的總稱。在歷史上，總以“電壓”作為電子線路中的信號(hào)，叫做電壓模電路。自20世紀(jì)60年代以后，以“電流”作為信號(hào)的電路迅速發(fā)展，叫做電流模電路。 集成運(yùn)放最早應(yīng)用于信號(hào)的運(yùn)算，它可對(duì)信號(hào)完成加、減、乘、除、對(duì)數(shù)、反對(duì)數(shù)、微分、積分等基本運(yùn)算，所以稱為運(yùn)算放大器，但是隨著集成運(yùn)放技術(shù)的發(fā)展，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)不斷改善，價(jià)格日益低廉，而且制造出適應(yīng)各種特殊要求的專用電路；目前，集成運(yùn)放的應(yīng)用幾乎滲透到電子技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域，除運(yùn)算外還可對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理、變換和測(cè)量，也可用來(lái)產(chǎn)生正弦信號(hào)和各非正弦信號(hào)，成為電子系統(tǒng)的基本功能單元，集成運(yùn)放最早用于模擬電子計(jì)算機(jī)中，以實(shí)現(xiàn)各種數(shù)學(xué)運(yùn)算[1]。集成電路的體

8、積小，性能卻很好?，F(xiàn)在的集成運(yùn)放可以代替分立晶體管，構(gòu)成各種放大倍數(shù)相當(dāng)穩(wěn)定的放大器，也可用于濾波、穩(wěn)壓、穩(wěn)流、振蕩之中。另外，由于他的放大倍數(shù)極高，因而還可用于電壓比較器等非線性信號(hào)處理電路中 運(yùn)算放大器中另一個(gè)重要組成部分就是通用二階濾波器。濾波器是一種選頻電路,對(duì)于一定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)衰減很小，使其順利通過；對(duì)此頻率范圍以外的信號(hào)衰減很大，使其不易通過[2]。濾波器應(yīng)用范圍很廣，比如在信號(hào)處理電路中，低通濾波器常用來(lái)防止高頻噪聲對(duì)系統(tǒng)的干擾；在電源系統(tǒng)中，常常使用帶阻濾波器來(lái)抑制50Hz或60Hz的工頻噪聲等。 我國(guó)對(duì)于濾波器研制和生產(chǎn)方面還需要進(jìn)一步的加強(qiáng)。而今天通過我大學(xué)的學(xué)習(xí)和

9、仔細(xì)的查閱資料對(duì)基于集成運(yùn)放的通用二階濾波器此論題產(chǎn)生了興趣并將我收集的資料和實(shí)驗(yàn)結(jié)果寫下。 2 濾波器簡(jiǎn)介 顧名思義，所謂濾波器，就是能夠過濾波動(dòng)信號(hào)的器具,在電子線路中，濾波器的作用是從具有不同頻率成分的信號(hào)中，取出（即過濾出）具有特定頻率成分的信號(hào);濾波器一詞的英文是“filter”[3]。 在電子工程中，濾波器是一個(gè)通過特定帶寬的信號(hào)頻率同時(shí)阻止或衰減帶外的信號(hào)頻率的頻率選擇電路。隨頻率變化的這種特性行為稱為頻率響應(yīng)，并以傳遞函數(shù)H（jw）表示，這里w=2πf是角頻率以弧度/秒(rad/s)計(jì)，而j是虛數(shù)單位（j2=-1）。濾波電路在無(wú)線電通信、自動(dòng)控制和電子測(cè)量中運(yùn)用十分廣泛。

10、 2.1 濾波器的分類 根據(jù)制造工藝和器材選用的不同，電子工程中的濾波器主要分為兩大類：無(wú)源濾波器和有源濾波器。兩者相比，有源濾波電路具有能放大信號(hào)且?guī)ж?fù)載能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，在用運(yùn)算放大器組成有源濾波時(shí)，其通頻帶應(yīng)遠(yuǎn)寬于濾波器的工作頻帶。由于放大器總有滯后相移，尤其是通用型運(yùn)算放大器帶寬較窄，在其相位不可忽略時(shí)，若要有較大的環(huán)路增益，就容易自激，因此有源濾波器得到廣泛應(yīng)用。 圖1 有源濾波器原理圖 通過一定的方式（如p-q、d-q、ip-iq）檢測(cè)出諧波，然后使得APF跟隨指令電流值（也即檢測(cè)出來(lái)的諧波），可以采用滯環(huán)控制、SPWM控制，產(chǎn)生與諧波相反的補(bǔ)償電流，這樣就可以使網(wǎng)側(cè)電流的諧波

11、含量降到很低。 圖2 無(wú)源濾波器 把（無(wú)源）濾波器看成一個(gè)二端口，那么從 A 處和 B 處向右看，會(huì)得到不同的阻抗。這兩個(gè)阻抗之比決定了信號(hào)源輸出的能量有多少消耗在了負(fù)載上，有多少消耗在了濾波器內(nèi)部。當(dāng)然這二者消耗的能量之和與信號(hào)源輸出的能量相等。有源濾波器的分析會(huì)復(fù)雜一些，因?yàn)闉V波器內(nèi)部的電源也會(huì)輸出能量。 對(duì)于信號(hào)而言，濾波器通常表現(xiàn)為與信號(hào)做卷積。若其頻域在Ω=0時(shí)積分為1，變現(xiàn)為低通；若其在Ω趨近于無(wú)窮大時(shí)積分為0，變現(xiàn)為高通，考慮到實(shí)際器件會(huì)有高頻限制，可看作帶通。 根據(jù)通帶和阻帶所處范圍的不同可分為： 圖3 低通濾波器(LPF) 低通響應(yīng)用一個(gè)稱之為截止頻率wc的頻率來(lái)

12、表征，而有丨H丨=1，w

13、器是不可能的。實(shí)際濾波器從阻帶到通帶存在一個(gè)簡(jiǎn)便的過程。且過渡帶愈窄，電路的性能愈好，濾波特性愈理想。 2.2 濾波器的幅頻特性 理想中的幅頻響應(yīng)是通帶和阻帶是相鄰的，沒有過渡帶；通帶到阻帶之間是一條豎直直線，通帶是一條平的直線，沒有起伏波動(dòng)[4]。阻帶的衰減是無(wú)窮大的。 舉例低通濾波器的實(shí)際幅頻特性。 圖7 低通濾波器的幅頻特性 當(dāng)頻率為零時(shí)，帶通放大倍數(shù)為： （1） 通帶截止頻率fp是丨Au丨≈0.707丨Aup丨的頻率，過渡帶表示的是從fp到丨Au丨接近零的頻段，阻帶則是使丨Au丨趨近于零的頻段。 對(duì)于LPF、HPF、BPF和BEF,分析濾波電路就是研究其幅頻特性，即求解

14、出 Aup、fp和過渡帶的斜率。 3 集成運(yùn)放及其基本組合電路 3.1 集成運(yùn)放的簡(jiǎn)介 3.1.1 集成運(yùn)放的基本組成及功能 集成電路(IC)是20世紀(jì)60年代初期發(fā)展起來(lái)的一種半導(dǎo)體器件，它采用特殊設(shè)計(jì)的生產(chǎn)工藝，把BJT、FET、二極管、電阻、小電容以及連接導(dǎo)線所組成的整個(gè)電路，制作（集成）在一小塊硅片上，然后再做出若干個(gè)引出端（管腳），最后封裝在一個(gè)管殼內(nèi)，構(gòu)成一個(gè)完整的、具有一定功能的器件，因此又稱為固體組件或芯片。由于它的元件密度高、連線短、體積小、重量輕、功耗低，外部接線及焊點(diǎn)大為減小，所以提高了電子設(shè)備的可靠性和使用靈活性，不但降低了成本，而且實(shí)現(xiàn)了元件、電路和系統(tǒng)緊密

15、結(jié)合，為電子技術(shù)開辟了一個(gè)嶄新的時(shí)代[5]。 集成運(yùn)放是一個(gè)高增益直接耦合放大器，通過外接反饋網(wǎng)絡(luò)可構(gòu)成各種運(yùn)算放大電路和其他應(yīng)用電路。任何一個(gè)集成運(yùn)放都有兩個(gè)輸入端，一個(gè)輸入端以及正、負(fù)電源端，有的還有補(bǔ)償端和凋零端等。集成運(yùn)放的符號(hào)如圖9所示。 集成運(yùn)放,它的內(nèi)部電路一般由輸入級(jí)、中間級(jí)、輸出級(jí)和偏置電路共4部分組成。下面圍繞圖8對(duì)集成運(yùn)放的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能要求作一概述。 ＋ ＋ ui uo u+ － － uo u— 圖8 集成運(yùn)放原理框圖 圖9 符號(hào) 通用型集成運(yùn)放具有高電壓增益，并要求有高輸入阻抗和低輸入阻抗。 （1）輸入級(jí) 通常以靜態(tài)電流很小的電壓跟隨器和差分放大器

16、作為輸出級(jí)。輸入級(jí)的作用是提供與輸出端呈同相和反向關(guān)系的兩個(gè)輸入端，同時(shí)要有效抑制溫度漂移，并具有較大的輸入電阻，因此輸入級(jí)采用高性能的差分放大電路。它是抑制溫度漂移的關(guān)鍵一級(jí)，對(duì)于整個(gè)運(yùn)放性能指標(biāo)優(yōu)劣起著重要的作用。 （2）中間級(jí) 通常以達(dá)林頓管共e級(jí)放大器作為中間級(jí)。中間級(jí)要具有強(qiáng)大的電壓放大能力，以提高整個(gè)電路的電壓放大倍數(shù)，多采用以復(fù)合管為核心，帶有源負(fù)載的共射放大電路。為了保證閉環(huán)的穩(wěn)定性，在中間級(jí)以電容并聯(lián)反饋用作頻率響應(yīng)補(bǔ)償。 （3）輸出級(jí) 通常以互補(bǔ)達(dá)林頓管符合跟隨器作為輸出級(jí)。輸出級(jí)的作用是應(yīng)具有輸出電阻小，帶負(fù)載能力強(qiáng)的特點(diǎn)，一般采用互補(bǔ)功率放大電路。 （4）偏置

17、電路 其主要作用是為各級(jí)電路提供穩(wěn)定、合適的偏置電流，決定各級(jí)電路的Q點(diǎn)，使集成運(yùn)放盡可能少地受溫度和電源電壓等因素的影響。集成運(yùn)放的偏置叜電路由各種電流源電路組成。 集成運(yùn)放芯片上出了上述4個(gè)主要部分外，還有一些輔助電路，例如電平移動(dòng)電路、過電流、過電壓和過熱保護(hù)電路等。 3.1.2 集成運(yùn)放的傳輸特性 圖10 加輸入電壓 圖11 電壓傳輸特性 同相輸入端表示輸入電壓與輸出電壓相位相同，若uP >0，則uo＞0；uP 反相輸入端表示輸入電壓與輸出電壓相位相反，若uN >0，則uo＜0；uN 電壓的傳輸特性曲線如圖11，橫坐標(biāo)表示輸出電壓uo，縱坐標(biāo)表示輸入電壓ui。電壓傳輸

18、特性斜率電壓放大倍數(shù)為： (2) 輸出幅值和輸入幅值之比，其中在飽和區(qū)域?yàn)樗骄€性關(guān)系，說(shuō)明輸出電壓uo不跟隨輸入電壓 (3) 的變化而變化，而是恒定值+Uom(或-Uom)，由于差模開環(huán)放大倍數(shù)Aod非常高，所以線性區(qū)圖像還是非常窄，只有當(dāng)ui =|uP - uN |,才相對(duì)穩(wěn)定。 3.1.3 集成運(yùn)放的理想分析和特點(diǎn) 在各種應(yīng)用電路中，集成運(yùn)放可能工作在線性區(qū)或非線性區(qū)。在一般情況下，當(dāng)集成運(yùn)放外接負(fù)反饋時(shí)，工作在線性區(qū)；當(dāng)集成運(yùn)放處于開環(huán)或外接正反饋時(shí)，在分析各種應(yīng)用電路時(shí)，往往認(rèn)為集成運(yùn)放是理想的，輸入電阻為無(wú)窮大、輸出電阻為0、共抑制摸比為無(wú)窮大及開環(huán)電壓放大倍數(shù)為無(wú)窮大。

19、它有以下幾個(gè)特點(diǎn)： 1、集成運(yùn)放中它的電壓放大倍數(shù)非常大，一般為10的四次方到六次方倍。 2、集成組件的參數(shù)是高度可分散的，但同一硅晶片上相鄰組件的對(duì)稱性更好，所以一般都采用要求元件參數(shù)對(duì)稱的差分放大電路，以克服直接耦合電路中存在的溫漂問題。 3、集成運(yùn)放采用直接耦合方式。 4、在集成電路中，為了彌補(bǔ)單個(gè)晶體管性能上的不足，經(jīng)常采用復(fù)合管。 3.2 集成運(yùn)放原理電路分析 圖12 集成運(yùn)放電路原理圖 在分析電路原理圖時(shí)，一般應(yīng)首先按信號(hào)的流向找出輸入級(jí)、中間級(jí)、輸出級(jí)，并確定偏置電路，進(jìn)行合理分塊，然后再分析各塊的功能，最后再縱觀整體，總結(jié)集成運(yùn)放的性能特點(diǎn)。 3.2.1 同相放

20、大器 圖13 同相放大器 圖14 跟隨器 圖13為由集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的同相放大器，特點(diǎn)是輸入信號(hào)作用在同相輸入端，而反饋信號(hào)作用在反相輸入端。通過vo=avD=a(vp-vs)可以求出vo,然而必須導(dǎo)出對(duì)vp和vs的表達(dá)式。由直觀檢查看出vp=vI利用分壓公式得出 (4) 或者 (5) 令vo=a(vp-vs),得到 (6) 將相關(guān)項(xiàng)進(jìn)行組合并對(duì)比值vo/vI(記作A)求解得到 (7) 集成運(yùn)算放大器電路的增益A和基本運(yùn)算放大器的增益a是不同的。若令Rf=0,R1→∞，如圖14所示，則由于vs=vo，因而電壓增益Avf≈1，表明vo跟隨vs而變化，類似于共集放大器，故有同相

21、跟隨器之稱，顯然，它的性能遠(yuǎn)比共集放大器好。 3.2.2 反相放大器 圖15 反相放大器 另一個(gè)常見的結(jié)構(gòu)是反相放大器。RF將輸出電壓反饋到運(yùn)算放大器的反相端。根據(jù)基爾霍夫電壓定律，有 vs=R1is-vd （8） -vd=RFif+vo (9) 對(duì)于反相放大器常規(guī)工作時(shí)，電路不要求Rx。然而，Rx在同相端建立了一個(gè)非零的電壓，任何與運(yùn)算放大器補(bǔ)償參數(shù)有關(guān)的信號(hào)將同時(shí)出現(xiàn)在同相端和反相端。 在反相端采用基爾霍夫電流定律，得到 Is=if+ii (10) 對(duì)于理想運(yùn)放，vd≈0，ii≈0。有 Vs=R1is (11) 根據(jù)式子RFif+vo=0,得到電流反饋 (12)

22、因此，輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系為 )vs (13) 這樣得到運(yùn)算放大器電路的閉環(huán)增益 (14) 如果輸入的是正弦的話，電路將引入一個(gè)相位倒置，或等效的說(shuō)有180°的相移。 3.3.3 積分器 積分器就是能將輸入信號(hào)進(jìn)行積分運(yùn)算的元件,把集成運(yùn)算放大器接成能實(shí)現(xiàn)輸出電壓與輸入電壓對(duì)時(shí)間的積分成正比的放大電路[6]。 圖16 電路 Rx用來(lái)減小運(yùn)算放大器的不完美性帶來(lái)的影響。Rx的值應(yīng)等于R1的大小。Vc（t=0）=Vco表示電容電壓的初始值。這樣輸出電壓為輸入電壓vs的積分。積分電路作為模擬電子電路的基本組成單元，積分器的適用范圍十分寬廣。它不僅可以用于控制和測(cè)量的電路模式中，同

23、時(shí)也能適用于時(shí)間電路模塊中的延時(shí)和定時(shí)功能中。 3.3.4 求和器 求和器又名加法器。在集成運(yùn)放電路中，把組成的加法器的輸出電流相加并作用到一個(gè)負(fù)載的電阻上，由此而得到的電路輸出電壓，可以看做是由幾個(gè)輸入的電壓變量在作求和計(jì)算的一種電路。 4 基于集成運(yùn)放的通用二階濾波器 以狀態(tài)變量和雙二階濾波器一類為代表多運(yùn)算放大器濾波器是通過把工作從無(wú)源器件轉(zhuǎn)移到有源器件，從而來(lái)提高濾波器的性能和擴(kuò)大它的用途。通過采用更多的元件，這類濾波器能實(shí)現(xiàn)更易調(diào)節(jié)并降低對(duì)無(wú)源器件的靈敏度，也沒有過大的元件值分布,這種濾波器能同時(shí)提供多種響應(yīng)，因而被稱為通用濾波器[7]。 4.1 方案框圖 圖17 通用二

24、階濾波器總框圖 4.2 各部分電路的作用 4.2.1 通用濾波器的作用 在電路中，通用二階濾波器可根據(jù)研究和實(shí)驗(yàn)方向選取任意濾波器。濾波器通常是主要由電阻和電容組成，通過濾掉不需要的信號(hào)從而產(chǎn)生不一樣的波形。 4.2.2 放大器的作用 放大器可以看作是由輸入端口和輸出端口組成的二端口網(wǎng)絡(luò)。通常，輸入端的一端與輸出的一端相連形成“共模地”。輸出電壓（或電流）相對(duì)于輸入電壓（或電流）以“增益參數(shù)”來(lái)表示。如果輸出信號(hào)直接正比于輸入信號(hào)，則輸出是輸入信號(hào)的原樣復(fù)制，這樣的放大器稱“線性放大器”。如果在輸出波形中有任何改變，則認(rèn)為有“失真”，這是不希望的。 4.2.3 反饋網(wǎng)絡(luò)的作用 反

25、饋通常應(yīng)用在放大器電路中。一個(gè)和輸出成正比的反饋信號(hào)與輸入或一個(gè)參考信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，以便最終從一個(gè)放大器獲得一個(gè)期望的輸出。反饋網(wǎng)絡(luò)分為正反饋和負(fù)反饋兩類。運(yùn)算放大器總有一定的輸出電阻，且有不可忽視的相移。對(duì)正反饋環(huán)路，可能使有屬性復(fù)雜的輸出阻抗。因此，運(yùn)算放大器先經(jīng)電壓跟隨器隔離，再接通環(huán)路。 4.3 基于集成運(yùn)放的通用二階濾波器 圖18 通用濾波器電路 使用OPA861構(gòu)成的通用濾波器電路如圖18所示，電路傳輸特性： (15) 使用濾波器電路可以構(gòu)成不同類型的濾波器，電路形式和設(shè)置如下： 低通濾波器：設(shè)置R2=R3=∞ 高通濾波器：設(shè)置R1=R2=∞ 帶通濾波器：設(shè)置R1=R

26、3=∞ 帶阻濾波器：設(shè)置R2=∞，R1=R3 圖19 混合集成的通用濾波器 圖19是一種混合集成的通用濾波器的內(nèi)部電路。圖中的數(shù)碼是引腳號(hào)。圖左側(cè)的放大器A3用作相加放大器。在內(nèi)部，設(shè)有電阻R3=R4=20KΩ及R1=10KΩ。 然后按照控制電路Q值的要求，通過引腳1外接一個(gè)電阻。如有需要，還要用前置放大器（preamplifier）A4作為信號(hào)源與接的那個(gè)電阻之間緩沖隔離電路。A4的輸出阻抗應(yīng)遠(yuǎn)低于那個(gè)電阻。 中間和右側(cè)的放大器（A1和A2）用作反向積分器，內(nèi)部已配置了反饋電容C（220pF）。因此，只需在引腳3與14及引腳13與7之間分別外接R。若我們?cè)O(shè)置特征頻率為50Hz，則有

27、 (16) A2和A3的同相輸入端已連接于內(nèi)部的“地線”，但必須通過說(shuō)明書規(guī)定的引腳與印刷電路板上的“地線”相連。而反饋電容的大小是分布電容的數(shù)十倍，因而避免了分布電容的影響。按以上的計(jì)算，積分器的電阻數(shù)量級(jí)僅為10kΩ，與內(nèi)部電阻的數(shù)量級(jí)相同。為不致引起感應(yīng)干擾，產(chǎn)生較強(qiáng)的噪聲和過大的失調(diào)，即使特征頻率較低，也不宜用過大的電阻。對(duì)于這種情況，宜先在引腳14與13及7與5之間分別外接恰當(dāng)?shù)膬?yōu)質(zhì)電容，在選用適當(dāng)?shù)碾娮琛? 5 仿真驗(yàn)證敘述及效果分析 5.1 仿真軟件Multisim簡(jiǎn)介 Multisim用軟件方法虛擬電子與電工元器件以及電子與電工儀器儀表，從而實(shí)現(xiàn)了“軟件即元器件”、“軟

28、件即儀器”的功能，Multisim是美國(guó)國(guó)家儀器（NI）有限公司推出的一款以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，屬于原理電路設(shè)計(jì)、電路功能測(cè)試的虛擬仿真軟件，它適用于板級(jí)模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計(jì)工作，包括電路原理圖的圖形輸入和電路硬件描述語(yǔ)言的輸入方式，具有強(qiáng)大的仿真分析能力[8]。 此次設(shè)計(jì)的通用二階濾波電路將通過Multisim的仿真來(lái)實(shí)現(xiàn)相對(duì)應(yīng)的功能，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到驗(yàn)證。 5.2 仿真電路 根據(jù)電路原理圖，在Multisim繪圖界面放置所需的元器件以及測(cè)試儀器，完成電路的連接。電路原理圖完成之后運(yùn)用進(jìn)行仿真。 圖20 仿真電路圖 截取帶通濾波器電路圖進(jìn)行分析。 圖21 帶通濾波器仿

29、真圖 其中R1、R2、R7、R8為5.1kΩ，R3、R4為10kΩ，R5、R6為20kΩ，C1、C2、C3、C4為10nF。 數(shù)據(jù)理論值： 二階帶通濾波器的帶通增益： Aup=Aup1+Aup2=4 (17) 高通濾波器的上限截止頻率： (18) 低通濾波器的下限截止頻率： (19) 濾波器測(cè)量示值： 圖22 仿真波形圖 圖中顯示，輸入信號(hào)頻率為200Hz,幅度為12V。紅色表示的為輸入信號(hào)，幅度相對(duì)較大，橙色表示的為輸出信號(hào)，幅度相對(duì)較小。 圖22顯示，在中心頻率的附近，輸出信號(hào)的幅度大小是輸入信號(hào)的4倍左右。然后調(diào)節(jié)輸入頻率，改變參數(shù)后分別為500Hz,1kHz,1

30、.5kHz,2kHz，2.5kHz，示波器顯示輸入頻率在800Hz-1.5kHz。說(shuō)明此濾波器的通帶為800Hz-1.5kHz。 6 結(jié)語(yǔ) 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，是我通過大二大三對(duì)模擬電子電路基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)，對(duì)濾波器有了一定的認(rèn)識(shí)，對(duì)于電子電路有著足夠的興趣與熱愛，所以選擇了這個(gè)課題。經(jīng)過這一段時(shí)間的努力本次論文課程設(shè)計(jì)終于完成了，但是現(xiàn)在回想起來(lái)做課程設(shè)計(jì)的整個(gè)過程，自己深有感觸，其中有苦也有甜，有艱辛同時(shí)又充滿樂趣，不過樂在其中。這次的論文設(shè)計(jì)利用了老師交給我們的所有知識(shí)，還有我們沒有接觸過的知識(shí)，雖然難，但我們逐步攻克，最終取得了勝利。 通過這半年的學(xué)習(xí)與設(shè)計(jì)，使我感受頗多，我們不僅要學(xué)好課本

31、知識(shí)，將書本知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合也非常考驗(yàn)我們的能力。俗話說(shuō)：櫻桃好吃樹難載，不撒心血花不開。這段時(shí)間經(jīng)常在圖書館和實(shí)驗(yàn)室之間來(lái)回走動(dòng)，確實(shí)學(xué)到了不少東西。大學(xué)的生活與學(xué)習(xí)接近了尾聲，在這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我也發(fā)現(xiàn)了自己身上的一些問題，比如對(duì)待問題不夠有耐心，自己對(duì)知識(shí)掌握的不牢固，心情有的時(shí)候很郁悶很煩躁。但最終還是在教師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下設(shè)計(jì)出了基于集成運(yùn)算的通用二階濾波器。以后的學(xué)習(xí)生活中，我會(huì)牢記這些，讓自己變得更好更有能力。 7 謝辭 經(jīng)過這段時(shí)間的努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)最終完成，在教師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下設(shè)計(jì)出了基于集成運(yùn)算的通用二階濾波器，對(duì)濾波器有了更深層次的認(rèn)識(shí)。通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，既檢

32、查了大學(xué)四年是否真正學(xué)到了知識(shí)，是否能夠?qū)⒗碚撝R(shí)與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，同時(shí)又鍛煉了自己處理問題的能力。 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，是我大學(xué)篇章里的最后一頁(yè)。往返于圖書館和實(shí)驗(yàn)室之間，讓我的收獲到了不少，查漏補(bǔ)缺，對(duì)自己的專業(yè)知識(shí)有了更深一步的了解，讓我對(duì)這方面知識(shí)有了更進(jìn)一步的喜愛。從最初的信息收集，查閱文獻(xiàn)資料，到畫電路圖，以及最后動(dòng)手焊接電路板、仿真測(cè)試。每一步都交織在一起，緊密銜接，每一步都會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤或疏忽。需要我們靜下心來(lái)，沉著應(yīng)對(duì)，冷靜分析。最后，特別感謝導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)，是他們耐心的講解，讓我明白了自己制作畢業(yè)論文的方法和思路讓我的論文完成的更加完美。還有同學(xué)給我的幫助，才能讓我將這次的課程設(shè)計(jì)

33、完成好。 謝謝大家！ 參考文獻(xiàn) [1]杜樹春.集成運(yùn)放放大器應(yīng)用經(jīng)典實(shí)例[M].電子工業(yè)出版社.2015(10) [2]劉樹棠，朱茂林，榮玫. 譯. 基于運(yùn)算放大器和模擬電路的電路設(shè)計(jì)[M]. 西安：西安交通大學(xué)出版社，2004. [3]邱關(guān)源.現(xiàn)代電路理論基礎(chǔ)[M]. 北京：高等教育出版社，2001. [4]潘加宏. 伺服控制系統(tǒng)在數(shù)控設(shè)備改造中的研究與應(yīng)用[D]. 河北科技大學(xué), 2015. [5]張小茹.壓控振蕩器在射頻通信電路中的應(yīng)用討論[J].科技風(fēng).2014(09) [6] 李永安等. 四運(yùn)放多功能KHN濾波器的設(shè)計(jì)[J].電子設(shè)計(jì)工程，2010，18（11）：30

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