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

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)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(jì)算機(jī)仿真 </p><p>　　課題代碼 <

2、;/p><p>　　設(shè)計(jì)題目 二階壓控電壓源低通濾波器的設(shè)計(jì) </p><p>　　課程名稱：電子線路計(jì)算機(jī)仿真 </p><p>　　實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：設(shè)計(jì)一個(gè)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(shí)驗(yàn)日期：2013.01.07-2013.01.11 </p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/b></p><p>　　1、加深學(xué)生對(duì)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(jì)基本技能的訓(xùn)練，包括學(xué)習(xí)新的知識(shí)，查閱資料，獨(dú)立設(shè)計(jì)、上機(jī)調(diào)試與驗(yàn)證等。</p><p>　　3、培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)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(shí)驗(yàn)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(guò)從零到某一截止角頻率的低頻信號(hào)，而對(duì)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(shí)際上就是所謂的壓控電壓源。其特點(diǎn)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(yùn)放同相端對(duì)地的直流電阻與加到反相端對(duì)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(gè)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(yàn)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(yàn)程序及結(jié)果截圖</b></p><p>　　（1）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(shì)，因此符合設(shè)計(jì)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(jì)要

13、求。</p><p>　?。?）當(dāng)改變電源頻率為f=50HZ時(shí)，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(shí)，題目取A=4所以電路會(huì)產(chǎn)生自激振蕩</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)小結(jié)</b></p><p>　　通過(guò)此次電子線路計(jì)算機(jī)仿真的上機(jī)實(shí)驗(yàn)，使我收貨頗豐。對(duì)于很多知識(shí)，都不僅

14、僅停留在書本上，而是通過(guò)親手做實(shí)驗(yàn)得到結(jié)果，加深自己對(duì)其的認(rèn)識(shí)，對(duì)于EWB 仿真程序，剛剛接觸這個(gè)程序，我們對(duì)其功能及使用方法都不了解，在一開(kāi)始時(shí)我們也對(duì)其所表示的許多元件都不是很熟悉，但是經(jīng)過(guò)自己和同組成員摸索之后明白了每一個(gè)儀器的含義及其使用方法，如導(dǎo)線只需要通過(guò)點(diǎn)和點(diǎn)的拖拉就可以實(shí)現(xiàn)，在熟悉了元件之后，就對(duì)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(guò)檢查分析之后，確認(rèn)電路圖連接正確，在經(jīng)過(guò)計(jì)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(shí)，我們得到的圖形并不能直觀的顯示出所要驗(yàn)證的結(jié)果，但是在經(jīng)過(guò)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(shuō)圖形的坐標(biāo)選取時(shí)用對(duì)數(shù)還是線性顯示，對(duì)于圖形的幅頻特性曲線所測(cè)節(jié)點(diǎn)的選取以及調(diào)整到該節(jié)點(diǎn)的圖形，最終確定了最好的圖形樣式。</p><p>　　在實(shí)驗(yàn)中，我和組員在改動(dòng)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(guò)多次調(diào)試之后，查閱相關(guān)資料以及詢問(wèn)老師，知道由于當(dāng)A>=3時(shí)，題目取A=4所以電路會(huì)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(shí)驗(yàn)，不僅鞏固了自己關(guān)于模電這方面的知識(shí)，學(xué)會(huì)了如何使用EWB這一程序，更加強(qiáng)了自己的動(dòng)手操作能力與自學(xué)能力，通過(guò)實(shí)驗(yàn)更加直觀的得到所要驗(yàn)證的結(jié)果。</p><p>　　進(jìn)行此次實(shí)驗(yàn)，不僅