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文檔簡介
1、RC有源濾波器(其電路由電阻、電容及運(yùn)算放大器構(gòu)成)是一種允許一些頻率通過,而對其它頻率成份加以抑制的網(wǎng)絡(luò),它在通信、信號(hào)處理、儀器儀表、自動(dòng)控制等領(lǐng)域中有著十分廣泛的應(yīng)用。作為集成電路的重要組成單元,RC有源濾波器的電路優(yōu)化設(shè)計(jì)方法具有重要的參考價(jià)值和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。經(jīng)幾十年發(fā)展,RC有源濾波器的電路結(jié)構(gòu)已相當(dāng)成熟,其電路設(shè)計(jì)的重難點(diǎn)是如何優(yōu)化電路的R、C參數(shù)。傳統(tǒng)的的先確定電阻阻值再匹配電容的做法,其計(jì)算相對簡單但卻給電容參數(shù)的選擇帶
2、來了很大的挑戰(zhàn),或者是其實(shí)現(xiàn)的電路簡單,但其幅頻特性或系統(tǒng)穩(wěn)定性得不到保障。現(xiàn)代人們采用各種尋優(yōu)算法并借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行的R、C參數(shù)選擇的方法,所得阻容參數(shù)值幾乎都不在電阻電容系列值中,這同樣給硬件調(diào)試帶來了很大的困難。
為此,本文在系統(tǒng)地歸納總結(jié)了國內(nèi)外RC有源濾波器研究現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)上,通過深入研究探討RC有源濾波器的設(shè)計(jì)方法,給出了一種電容參數(shù)選擇的最優(yōu)方法,對RC有源濾波器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),并用電路仿真軟件Mutisim
3、l2進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,其結(jié)果表明,此優(yōu)化電容參數(shù)方法設(shè)計(jì)出的濾波器具有幅頻特性良好、系統(tǒng)穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn),最重要是電容參數(shù)的優(yōu)化給實(shí)際電路帶來了很大的優(yōu)化,極大的方便了電路的調(diào)試。本文的主要工作有:
1.從典型的二階濾波電路傳遞函數(shù)分析著手,運(yùn)用數(shù)學(xué)推理計(jì)算方法對其阻尼系數(shù)及電路增益進(jìn)行了深入的研究與討論,給出了兩電容參數(shù)易選擇的二階濾波器的優(yōu)化設(shè)計(jì)過程及電路原理,并對優(yōu)化的電路進(jìn)行了仿真分析,結(jié)果表明優(yōu)化設(shè)計(jì)的二階濾波系統(tǒng)穩(wěn)定可
4、靠,且具有良好的幅頻特性。
2.對低通到高通濾波器間的頻率變換進(jìn)行了研究與探討,通過對四階低通濾波器電路進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化處理,從而提出了四階高通濾波器的優(yōu)化設(shè)計(jì),理論與仿真實(shí)踐都證明了此方法切實(shí)可行。
3.為克服高階濾波網(wǎng)絡(luò)中RC參數(shù)選擇困難的缺陷,通過深入研究探討高階RC有源濾波器的設(shè)計(jì)方法,以優(yōu)化設(shè)計(jì)二階濾波器的方法為基礎(chǔ),把方法推廣到高階,并借助Matlab軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,從而給出了電容參數(shù)最優(yōu)化的方法進(jìn)行高階濾
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