模拟电路课程设计报告
设计题目：音频信号有源滤波电路设计
姓名：
学号：2011146211 班级: 11光信
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目 录
一、设计任务与要求 ....................................................................................................... 3 二、方案设计 ................................................................................................................... 3 三、电路设计 ................................................................................................................... 4 四、电路原理图 ............................................................................................................... 7 五、软件仿真结果及分析 ............................................................................................... 7 六、实验心得 ................................................................................................................. 10
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一、设计任务与要求
1.1.设计目的
模拟电路课程设计是模拟电子技术课程重要的实践性教学环节，是对学生学习模拟电子技术的综合性训练，这种训练是通过学生独立进行某一个或两个课题的设计、安装和调试来完成的。通过模拟电路课设要求学生： 1、根据给定的技术指标，从稳定可靠、使用方便、高性能价格比出发来选
择方案，运用所学过的各种电子器件和电子线路知识，设计出相应的功能电路。
2、通过查阅手册和文献资料，培养学生独立分析问题和解决实际问题的能
力。
3、了解常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则。 4、进一步熟悉电子仪器的使用方法。 5、学会撰写课程设计总结报告。
6、培养学生严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。 1.2.设计任务
音频信号有源滤波电路设计 1.3.课程设计的要求及技术指标
1．音频信号的频率范围：100Hz?10kHz;
2．滤波电路在1kHz的频率响应在?1dB范围内；在100Hz?10kHz之间，滤波电路的幅频衰减应在1kHz时值得?3dB范围内；
3．在10Hz时幅频衰减为26dB，在100kHz时幅频衰减大于16dB。
二、方案设计
2.1 带通滤波电路构成示意图
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图1 带通滤波电路构成的原理框图
?H? 低通截止角频率
1R1C1?L?1R2C2 高通截止角频率
必须满足?L??H
图2 带通滤波电路理想的幅频响应
2.2 音频信号有源滤波电路设计的总方案
这是一个通带频率范围约为100Hz?10kHz的带通滤波电路，在带通内我们设计为单位增益。根据题意，在频率低端f=10Hz时，幅频响应至少衰减26dB，在频率高端f=100kHz时，幅频响应要求衰减不小于16dB。因此可选择一个二阶低通滤波电路的截止频率 f H=10 kHz，一个二阶高通滤波电路的截止频率f L=100 Hz，有源器件采用运算放大器COMPARATOR—3T--VIRTUAL，将这两个滤波电路串联就构成了所要求的带通滤波电路。
三、电路设计
3.1音频信号有源滤波电路的工作原理
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滤波电路是一种能使有用频率信号通过而同时抑制无用频率信号的电子装置。工程上常用它来作信号处理、数据传送和抑制干扰等。以往这种滤波电路主要采用无源元件R、L和C组成，20世纪60年代以来，集成运放获得了很大的发展，由它和R、C组成的有源滤波电路，具有不用电感、体积小、重量轻等特点。此外，由于集成运放的开环电压增益和输入阻抗均高，输出阻抗又低，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。
对于幅频响应，通常把能够通过的信号频率范围定义为通带，而把受阻或衰减的信号频率范围定义为阻带，通带和阻带的界限频率叫做截止频率。理想滤波电路在通带内应具有零衰减的幅频响应和线性的相位响应，而在阻带内幅度衰减到零。按照通带和阻带的相互位置不同，滤波电路通常可以分为以下几类：低通滤波电路、高通滤波电路、带通滤波电路和带阻滤波电路。
一阶滤波电路的滤波效果还不够好，它的衰减率只是-20dB/十倍频程。若要求响应曲线-40dB/十倍频程或-60dB/十倍频程的斜率变化，则需采用二阶、三阶的滤波电路。实际上，高于二阶的滤波电路都可以由一阶或者二阶有源滤波电路构成。以根据本题的要求，我们选择一个由截止频率fH=10 kHz的二阶低通滤波电路和截止频率fL=100 Hz二阶高通滤波电路串联所构成的带通滤波电路。 3.2电路元件参数选择和计算
有源低通滤波电路的传递函数为
AVF1wH2AVF1wH2 A1(s)??wHwHS2?S?wH2S2?S?wH2QQ其中s?jw，特征角频率（3dB截止角频率）wc?Q?1。
3?AVF11，等效品质因素RC有源高通滤波电路的传递函数为
AVF2S2AVF2S2 A2(s)??wLwLS2??wc2S2??wL2QQ 5
音频信号有源滤波电路设计
