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1、一. 电路工作原理1. 电路用途 滤波器是一种能使有用信号频率通过,同时抑制无用频率成分的电路,广泛应用于电子、 电气、通信、计算机等领域的信号处理电路中。滤波器的种类很多,本电路是一个四阶巴特 沃兹型低通滤波器,其截止频率为lkhz,增益为2.6.2. 电路图四阶巴特沃兹低通滤波器3. 工作原理高阶低通滤波器通常可由一阶,二阶低通滤波器组成,这样可以改善低通滤波器的频率 特性,如要求低通滤波器的阻带特性下降速率大于-40db/10octl时,则必须采用高阶低通滤 波器。因此本电路中欲设计一个四阶巴特沃兹低通滤波器,可用两个二阶巴特沃兹低通滤波 器构成。其具体设计步骤如下:先设计四阶巴特沃兹低
2、通滤波器的传递函数,用两个二阶巴特沃兹低通滤波器构成一个 四阶巴特沃兹低通滤波器,其传递函数为GGG (s )二 01*02(1)4 九s2 +g s +1 s2 +g s +1九 1九九 2九为了简化计算,假设在所选择的二阶巴特沃兹低通滤波器中,其参数满足如下条件:C 二 C 二 C, R 二 R 二 R1 2 1 21由 f =,选取 C=0.1uf,可算得 R=1.6K。c 2兀 RC由表查得四阶巴特沃兹低通滤波器的两个阻尼系数分别为E二0765,二1.848,由此12可算得两个零频增益分别为G 二 3 弋=3 - 0.765 二 2.235 TOC o 1-5 h z 011G 二3-
3、g 二 3-1.848二 1.152022则式(1)的传递函数可写为2.235 士 1.152 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document G (s )=*(2)4 九s 2 + 0.765s +1 s 2 +1.848s +1可选用两个巴特沃兹低通滤波器级联组成。其中,第一级增益为RG = 1 + 亠=2.235 = 1 +1.23501 Ri1若选取 R = 12.35 KQ,则 R = 10K0。f 1i1同理,第二级增益为:RG = 1+ Y = 1.152 = 1 + 0.15202 Ri2若选取 R = 15.2K0,则 R = 100K0。
4、f 2i 2这样即可得到一个四阶巴特沃兹型低通滤波器。二仿真工具软件简介ORCAD简介:ORCAD是由ORCAD公司于八十年代末推出的EDA软件,它是世界 上使用最广的EDA软件,每天都有上百万的电子工程师在使用它,相对于其它EDA软件 而言,它的功能也是最强大的。Cadence公司在1999年与ORCAD公司合并后,更成为世 界上更强大的开发EDA软件的公司,它最新的产品工作于WINDOWS95与WINDOWSNT 环境下,集成了电原理图绘制,印制电路板设计、模拟与数字电路混合仿真等功能,它的电 路仿真的元器件库更达到了8500 个,收入了几乎所有的通用型电子元器件模块。ORCAD Capt
5、ure作为设计输入工具,它运行在PC平台,用于FPGA、PCB和PSPICE 设计应用中。它是业界第一个真正基于Windows环境的原理图输入程序。Capture易于使用 的功能和特点使其已经成为了原理图输入的工业标准。PSPICE A/D : PSPICE 是一个全功能的模拟与混合信号仿真器,它支持从高频系统到 低功耗IC设计的电路设计。PSPICE的仿真工具已和ORCAD Capture及Concept HDL电路 编辑工具整合在一起,让工程师方便地在单一的环境里建立设计、控制模拟及得到结果。三仿真结果分析及讨论仿真结果:Frequency图 1 :电压与频率的关系Frequency图 2 :增益与频率的关系 由仿真结果可以看出:图1中:在输入幅值为IV的信号源时,输出电压约为2.6V,则其增益约为2.6,当增 益下降到其0.707倍,即2.6*0.707=1.84V,在1.84V处可看出其截止频率约为1KHz,与设 计要求基本相符。图2中:从该仿真结果可看出其增益为2.6,当增益下降到其0.707倍,即2.6*0.707=1.84 时,其截止频率约为738Hz,在误差允许范围内,与设计要求基本相符。
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