電子課程設(shè)計(jì)報(bào)告----窄帶選頻放大器

1、<p><b>　　電子課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　電子課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　課題題目指導(dǎo)老師學(xué)生姓名學(xué)生學(xué)號(hào)完成時(shí)間：：：：：窄帶選頻放大器</p><p>　2010.6.9</p><p><b>　　目錄</b></p

2、><p><b>　　摘要:3</b></p><p><b>　　1系統(tǒng)概述3</b></p><p>　　1.1選頻電路：4</p><p><b>　　1.2放大器：4</b></p><p>　　1.3低通濾波器：4</p>

3、<p>　　2單元電路設(shè)計(jì)與分析4</p><p>　　2.1雙T選頻網(wǎng)絡(luò)：5</p><p>　　2.2運(yùn)算放大器6</p><p>　　2.3低通濾波器7</p><p>　　3電路的安裝與調(diào)試7</p><p><b>　　4結(jié)束語9</b></p>&l

4、t;p>　　4.1設(shè)計(jì)簡單介紹9</p><p>　　4.2設(shè)計(jì)調(diào)試中的難點(diǎn)10</p><p>　　4.3改善及改進(jìn)意向10</p><p>　　4.4收獲與體會(huì)10</p><p>　　附上元件明細(xì)表及參考資料10</p><p>　　(題目：窄帶選頻放大器)</p><p>

5、;<b>　　摘要:</b></p><p>　　有源濾波器具有與rlc串聯(lián)諧振電路相同的特性曲線，利用數(shù)值計(jì)算的方法，得出兩級(jí)級(jí)聯(lián)的濾波器在臨界偏調(diào)時(shí)各級(jí)中心頻率f0與q值的關(guān)系，分析了電路不同q值與平頂寬度的關(guān)系，在本設(shè)計(jì)中采用了RC電路；據(jù)此，設(shè)計(jì)并制作了具有平頂特性的窄帶通濾波器。仿真結(jié)果表明其特性與理論計(jì)算曲線大致相似。在制作過程中，為達(dá)到仿真效果及理論計(jì)算結(jié)果，不斷對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試

6、，還對(duì)電路的選擇性、誤差進(jìn)行了分析。</p><p>　　關(guān)鍵詞: 選頻網(wǎng)絡(luò);運(yùn)算放大器;低通濾波器;反饋電路。</p><p><b>　　1系統(tǒng)概述</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)電路由選頻電路、放大器和低通濾波器組成。</p><p><b>　　1.1選頻電路：</b></p>

7、;<p>　　由UA741及電阻電容構(gòu)成的雙T選頻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，將輸入的多種頻率信號(hào)進(jìn)行選頻，運(yùn)算放大器A1的反饋電路中，接入了窄頻帶濾波器，諧振頻率f=1/2πRC=2KHz。</p><p><b>　　1.2放大器：</b></p><p>　　由UA741運(yùn)算放大器構(gòu)成半波整流器，輸出正半周信號(hào)。</p><p><b

8、>　　1.3低通濾波器：</b></p><p>　　由電阻電容構(gòu)成，將高頻經(jīng)電容濾去，輸出低頻信號(hào)，因而該放大器僅選擇2KHz(T=0.5ms)頻率信號(hào)經(jīng)放大后變?yōu)榻涣鬏敵觯漭敵隹山幼詣?dòng)示波器顯示輸出波形。</p><p>　　2單元電路設(shè)計(jì)與分析</p><p>　　2.1雙T選頻網(wǎng)絡(luò)：</p><p>　　多個(gè)頻率輸

9、入信號(hào)首先經(jīng)過C6，R5隔直流，再經(jīng)過雙T網(wǎng)絡(luò)將所選的頻率信號(hào)選出。</p><p>　　雙T網(wǎng)路參數(shù)計(jì)算過程：</p><p><b>　　電路圖如圖所示：</b></p><p><b>　　其等效電路圖：</b></p><p>　　雙T網(wǎng)絡(luò)中的電容采用的是滌綸電容。主要特點(diǎn)：小體積，大容量，

10、耐熱耐濕；名稱：聚酯（滌綸）電容； 符號(hào)：CL ；電容量：40p--4u ；額定電壓：63--630V ；應(yīng)用：對(duì)穩(wěn)定性和損耗要求不高的低頻電路、濾波、降噪、脈沖電路中。</p><p><b>　　2.2運(yùn)算放大器</b></p><p>　　UA741是一塊高增益通用運(yùn)算放大器電路。能完成加、減、乘、除、積分、微分、對(duì)數(shù)等運(yùn)算。也可用作信號(hào)發(fā)生、放大、比較、變換、

11、整流、濾波等電路。其特點(diǎn)如下：</p><p>　　內(nèi)部包含相位補(bǔ)償回路和過流保護(hù)電路，外圍元件少</p><p>　　消耗電流?。篒cc=1.7Ma(典型值：RL=∞)</p><p><b>　　調(diào)零回路簡單</b></p><p><b>　　增益高，功耗小</b></p>&l

12、t;p><b>　　管腳圖：</b></p><p><b>　　管腳功能：</b></p><p><b>　　1.調(diào)零1</b></p><p><b>　　2.反相輸入</b></p><p><b>　　3.正相輸入</b&g

13、t;</p><p><b>　　4.負(fù)電源</b></p><p><b>　　5.調(diào)零2</b></p><p><b>　　6.輸出</b></p><p><b>　　7.正電源</b></p><p><b>　

14、　8.空腳</b></p><p>　　在這里運(yùn)用了放大功能，反饋電阻/輸入電阻=100K/1K=100倍。</p><p><b>　　2.3低通濾波器</b></p><p>　　直接接電阻接地，濾去高頻，電容采用220nF的瓷片電容。</p><p><b>　　3電路的安裝與調(diào)試</b

15、></p><p>　　電路首先采用ISIS軟件仿真，仿真效果如圖：</p><p>　　A路是信號(hào)發(fā)生器送入的信號(hào)</p><p>　　B路是經(jīng)過電容電阻濾波之后的信號(hào)</p><p>　　C路是經(jīng)過雙T網(wǎng)絡(luò)選頻后的波形</p><p>　　D路是經(jīng)放大之后的波形</p><p>　　電

16、路焊接好以后，用信號(hào)發(fā)生器分別送不同信號(hào)進(jìn)去，輸出接示波器，觀察到并沒有達(dá)到仿真的效果，波形失真較嚴(yán)重，改善電路時(shí)將二極管1N4148正向焊接，觀察到示波器失真并不明顯，接著改變低通濾波電路，在其中的10K 電阻上再并了一個(gè)10K電阻，減小頻率，可以輸出同頻率的類似正選波的波形；但是放大效果不好，接著改變反饋電阻，從而改善放大效果。</p><p>　　從示波器觀察時(shí)，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器的頻率時(shí)，記錄了大致波形現(xiàn)象：

17、</p><p>　　f=2K時(shí)，等幅輸出；</p><p>　　f<2K時(shí)，放大倍數(shù)增大，但是失真嚴(yán)重；</p><p>　　f>2K時(shí)，輸出信號(hào)衰減了；</p><p>　　f<500Hz，輸出波形為方波。</p><p>　　之后查找資料時(shí)，介紹到1N4148正向接，開始仿真時(shí)將1N4148正向

18、后，仿真波形失真更嚴(yán)重，如圖：</p><p>　　此時(shí)，放大部分的放大效果變差，可能是因?yàn)槎O管正向時(shí)電阻與反饋電阻并聯(lián)，使得總電阻減小，從而放大倍數(shù)減小，仿真時(shí)，我將100K電阻斷開，波形沒什么變化，所以猜想錯(cuò)誤。</p><p><b>　　4結(jié)束語</b></p><p><b>　　4.1設(shè)計(jì)簡單介紹</b>&l

19、t;/p><p>　　本設(shè)計(jì)運(yùn)用了UA741對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波及放大，電路簡單，實(shí)現(xiàn)的功能：將2K左右的頻率從多種頻率中選出來，常用于材料探傷和自動(dòng)控制的各種測量儀表中，功能較強(qiáng)；且采用的是RC電路，使得計(jì)算誤差更小。</p><p>　　4.2設(shè)計(jì)調(diào)試中的難點(diǎn)</p><p>　　電路中電容沒有理論值上計(jì)算的容值，所以用差不多大的電容代替了，而且電容電阻精確度不高，所

20、以會(huì)與理論有較大的差別。實(shí)際測試中不能同時(shí)輸入多種頻率，所以只能靠調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器，來測試各種輸入頻率時(shí)的輸出波形，這帶來了很多實(shí)驗(yàn)中的麻煩。</p><p>　　4.3改善及改進(jìn)意向</p><p><b>　　本設(shè)計(jì)出現(xiàn)的問題：</b></p><p>　　放大倍數(shù)不理想，可能與放大部分的二極管及下拉電阻有關(guān)，可以慢慢調(diào)節(jié)電阻，及二極管的型號(hào)

21、及接入的方向；反饋電阻也可以根據(jù)實(shí)際情況反復(fù)實(shí)驗(yàn)測試調(diào)節(jié)其大小。</p><p>　　輸出波形不理想，可能濾波部分的電阻電容不精確，這點(diǎn)只能說盡可能改善。</p><p><b>　　4.4收獲與體會(huì)</b></p><p>　　經(jīng)過這次設(shè)計(jì)，了解了各種電容（滌綸電容、CBB電容、校正電容、瓷片電容的外形區(qū)別，及適用的用途）；學(xué)會(huì)計(jì)算雙T選頻網(wǎng)

22、絡(luò)的頻率大??；還學(xué)會(huì)了分析理論與實(shí)際的差別及調(diào)試。</p><p>　　附上元件明細(xì)表及參考資料</p><p><b>　　元件：</b></p><p><b>　　電容：</b></p><p><b>　　0.1uF3個(gè)</b></p><p>

23、;<b>　　2．2nF4個(gè)</b></p><p><b>　　50pF1個(gè)</b></p><p><b>　　220pF1個(gè)</b></p><p><b>　　電阻:</b></p><p>　　39k10k1k2k5k

24、 100k</p><p><b>　　其他：</b></p><p>　　1N41482個(gè)</p><p><b>　　7412個(gè)</b></p><p><b>　　參考資料：</b></p><p>　　[1]曾國華，李國成 電子技

25、術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題與試題解 四川科學(xué)技術(shù)出版社 1985.10 153-155</p><p>　　[2] 劉本源，何傳易，盧再奇 基于FPGA的極窄帶濾波器的分析與設(shè)計(jì) 國防科技大學(xué)ATR國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室</p><p>　　[3]李林和 采用不對(duì)稱RC雙T反饋電路的選頻放大器的分析與設(shè)計(jì) 天津科技大學(xué)自動(dòng)化工程系</p><p>　　[4]虞