電子線路計算機仿真課程設(shè)計-- 二階壓控電壓源低通濾波器的設(shè)計

1、<p><b>　　課程設(shè)計報告</b></p><p>　?。?012 /2013 學(xué)年第 一 學(xué)期）</p><p>　　課題名稱 電子線路計算機仿真 </p><p>　　課題代碼 <

2、;/p><p>　　設(shè)計題目 二階壓控電壓源低通濾波器的設(shè)計 </p><p>　　課程名稱：電子線路計算機仿真 </p><p>　　實驗項目：設(shè)計一個二階壓控電壓源低通濾波器 </p><p>　　特征頻率f=1KHZ，通帶電壓增益A=4 </p>

3、<p>　　姓名： 同組人姓名：</p><p>　　專業(yè)：通信工程 指導(dǎo)教師：</p><p>　　實驗日期：2013.01.07-2013.01.11 </p><p><b>　　實驗?zāi)康?lt;/b></p><p>　　1、加深學(xué)生對相關(guān)理論課程的理解并提

4、高學(xué)習(xí)興趣，起到輔助教學(xué)和促進(jìn)教學(xué)的目的。</p><p>　　2、進(jìn)行設(shè)計基本技能的訓(xùn)練，包括學(xué)習(xí)新的知識，查閱資料，獨立設(shè)計、上機調(diào)試與驗證等。</p><p>　　3、培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，為以后參加工作奠定良好的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　二、實驗原理與方法</b></p>&l

5、t;p><b>　　1. 濾波器：</b></p><p>　　常用于濾去整流輸出電壓中的紋波，一般由電抗元件組成，如在負(fù)載電阻兩端并聯(lián)電容器C，或與負(fù)載串聯(lián)電感器L，以及由電容，電感組成而成的各種復(fù)式濾波電路。</p><p>　　2. 濾波電路傳遞函數(shù)定義：</p><p>　　3. 低通濾波電路：</p><p&

6、gt;　　其幅頻響應(yīng)圖如右圖所示，圖中表示低頻增益，為增益的幅值。由圖可知，它的功率是通過從零到某一截止角頻率的低頻信號，而對大于的所有頻率則給予衰減，因此其帶寬。</p><p>　　4. 二階有源低通濾波電路：</p><p><b>　　特征角頻率： </b></p><p><b>　　通帶增益： </b>

7、</p><p><b>　　等效品質(zhì)因數(shù)：</b></p><p><b>　　傳遞參數(shù)： </b></p><p>　　(注：只有，電路才能穩(wěn)定工作，否則將產(chǎn)生自激震蕩）</p><p>　　5. n階巴特沃斯傳遞函數(shù)：</p><p>　　(注：式中n為階濾波電路

8、階數(shù)，為3dB截止角頻率，為通帶電壓增益。）</p><p><b>　　6. 幅頻響應(yīng)：</b></p><p>　　把帶入可得幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)的表達(dá)式：</p><p>　　歸一化的幅頻響應(yīng)曲線</p><p><b>　　實驗設(shè)計及步驟</b></p><p>　　二

9、階壓控電壓源低通濾波電路是由兩節(jié)RC濾波電路和同相比例放大電路組成，其中同相比例放大電路實際上就是所謂的壓控電壓源。其特點是，輸入阻抗高，輸出阻抗低。如圖1 </p><p><b>　　圖一</b></p><p>　　1.設(shè)置R1=R2=10 KΩ，由已知條件，利用公式算得C=15.9nF。</p><

10、p>　　2. 為減少偏置電流的影響，應(yīng)盡可能使加到運放同相端對地的直流電阻與加到反相端對地直流電阻基本相等，所以R+R=R1*Rf/(R1+Rf)，且由公式可得，Rf=80.001KΩ，R1=26.667KΩ。</p><p>　　5.按圖1接好電路進(jìn)行仿真與調(diào)試， 在輸入端接入一個交流電壓源U=1V，f=1HZ，并在電路中輸入、輸出兩處分別接入波特圖儀，觀察幅頻特性曲線，驗證特征頻率。</p>

11、<p>　　6. 接入示波器顯現(xiàn)輸入輸出曲線，改變f的值，觀察曲線變化，找出原因。</p><p><b>　　試驗程序及結(jié)果截圖</b></p><p>　?。?）按照電路圖用程序畫出模擬電路圖：</p><p>　　得到的幅頻特性曲線圖：</p><p>　　由幅頻特性曲線觀察可知，在大于1000HZ的

12、頻率下，幅頻特性曲線呈下降趨勢，因此符合設(shè)計的要求，即滿足f=1KHZ，A=4。.</p><p>　?。?）示波器圖形顯示：</p><p>　　由圖可知，VA1=50.7613V，VB1=214.6580V，</p><p>　　即Ao=Avf=VB1/VA1=214.6580/50.7613=4.22。雖然結(jié)果有些誤差，但是在誤差允許范圍內(nèi)，結(jié)果同樣符合設(shè)計要

13、求。</p><p>　?。?）當(dāng)改變電源頻率為f=50HZ時，圖形如下：</p><p>　　由圖可知，電路產(chǎn)生自激振蕩。由于當(dāng)A>=3時，題目取A=4所以電路會產(chǎn)生自激振蕩</p><p><b>　　實驗小結(jié)</b></p><p>　　通過此次電子線路計算機仿真的上機實驗，使我收貨頗豐。對于很多知識，都不僅

14、僅停留在書本上，而是通過親手做實驗得到結(jié)果，加深自己對其的認(rèn)識，對于EWB 仿真程序，剛剛接觸這個程序，我們對其功能及使用方法都不了解，在一開始時我們也對其所表示的許多元件都不是很熟悉，但是經(jīng)過自己和同組成員摸索之后明白了每一個儀器的含義及其使用方法，如導(dǎo)線只需要通過點和點的拖拉就可以實現(xiàn)，在熟悉了元件之后，就對二階有源低通濾波電路的電路進(jìn)行了分析，并利用EWB這一程序畫出了電路圖，經(jīng)過檢查分析之后，確認(rèn)電路圖連接正確，在經(jīng)過計算得出所

15、需參數(shù)之后，將參數(shù)輸入電路圖中的各元件當(dāng)中，進(jìn)行仿真。</p><p>　　在進(jìn)行圖形的分析調(diào)試時，我們得到的圖形并不能直觀的顯示出所要驗證的結(jié)果，但是在經(jīng)過我和組員李鐵梁的多次探討，將圖形進(jìn)行調(diào)節(jié)，比如說圖形的坐標(biāo)選取時用對數(shù)還是線性顯示，對于圖形的幅頻特性曲線所測節(jié)點的選取以及調(diào)整到該節(jié)點的圖形，最終確定了最好的圖形樣式。</p><p>　　在實驗中，我和組員在改動電源頻率之后，發(fā)現(xiàn)

16、示波器顯示的波形失真，在經(jīng)過多次調(diào)試之后，查閱相關(guān)資料以及詢問老師，知道由于當(dāng)A>=3時，題目取A=4所以電路會產(chǎn)生自激振蕩，由于電路產(chǎn)生了自激振蕩才使得波形失真。 </p><p>　　這次的仿真實驗，不僅鞏固了自己關(guān)于模電這方面的知識，學(xué)會了如何使用EWB這一程序，更加強了自己的動手操作能力與自學(xué)能力，通過實驗更加直觀的得到所要驗證的結(jié)果。</p><p>　　進(jìn)行此次實驗，不僅