高通滤波器的设计专 业： 应用电子技术班 级： 2010级 （1）班学 号： 201030210105姓 名： 焦义强指导老师： 黄磊目录前言....................................................................................................................... - 3 -第一章设计任务 ............................................................................................... - 4 -1.1 设计任务及要求......................................................................................... - 4 -1.2 设计目的..................................................................................................... - 4 -第二章滤波器的基本理论............................................................................. - 4 -2.1滤波器的有关参数...................................................................................... - 4 -2.2有源滤波和无源滤波.................................................................................. - 6 -2.3高通滤波器.................................................................................................. - 7 -第三章滤波系统中二阶高通滤波器设计 .............................................. - 7 -3.1压控电压源二阶高通滤波电路.................................................................. - 7 -3.2所需软件前面板（软面板）...................................................................... - 9 -3.3 所需电子元件............................................................................................. - 9 -3.4 电路连线图............................................................................................... - 10 -第四章二阶高通滤波电路的测试............................................................. - 11 -4.1 运放电路波形的输入与输出 .................................................................. - 11 -4.2 二阶高通运放的频率特性测试............................................................... - 12 -第五章结论 .................................................................................................... - 14 -5.1对本设计优缺点的分析............................................................................ - 14 -5.2结论与心得................................................................................................ - 14 -附录一 A741/LM741型运算放大器的资料 ............................................. - 15 -附录二参考文献 ............................................................................................. - 16 -前言滤波器可广义地理解为一个信号选择系统。
它让某些信号成分通过又阻止或衰减另一些成分。
在更多地情况下，被窄义地理解为选频系统，如低通、高通、带通、带阻。
频域与时域均衡器也是一种滤波器，通信系统的传输媒介如明线、电缆等从特性看也是滤波器。
滤波器如系统一样可分为三类：模拟滤波器、采样滤波器和数字滤波器。
模拟滤波器(AF)可以是由RLC构成的无源滤波器，也可以是加上运放的有源滤波器，它们是连续时间系统。
采样滤波器(SF)由电阻、电容、电荷转移器件、运放等组成，属于离散时间系统，其幅度是连续的。
开关电容滤波器、电荷耦合滤波器均属这类滤波器。
数字滤波器(DF)由加法器、乘法器、存储延迟单元、时钟脉冲滤波器及逻辑单元等数字电路构成。
它精度高，稳定性好，不存在阻抗匹配问题，可以分时复用，能够完成一些模拟滤波器完成不了的滤波任务。
其缺点是需要抽样、量化、编码。
以及受时钟频率所限，所能处理的信号最高频率还不够高。
另外，由于有限字长效应会造成域设计值的频率偏差、量化和运算噪声及极限环振荡。
LabVIEW是目前国际上唯一的编译型图形化编程语言，使用“所见即所得”的可视化技术建立人机界面，使用图标表示功能模块迷失用图标之间的连线表示各模块间的数据传递。
同时LabVIEW继承了高级编程语言的结构化和模块化编程的优点，支持模块化与层次化实际，这种结构的实际增强了程序的可读性。
LabVIEW是一种图形化的编程语言和开发环境，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接收，被公认为是标准的数据采集和仪器控制软件。
LabVIEW 是一个功能强大且灵活的软件，利用他可以方便的建立自己的虚拟仪器。
以LabVIEW为代表的图形化编程语言，又称为“G”语言。
使用这种语编程时，基本上不需要编写程序代码，而是“绘制”程序流程图。
LabVIEW尽可能利用工程技术人员所熟悉的术语、图标和概念，因而它是一种面向最终用户的开发工具，可以增强工程人员构建自己的科学和工程系统的能力，可为实现仪器编程和数据采集系统提供便捷途径。
本次课程设计就是在LabVIEW基础上设计一个模拟滤波器——高通滤波器。
并从中学习和了解LabVIEW的运用。
第一章设计任务1.1 设计任务及要求1. 用压控电压源设计电路2. 截止频率fc=160Hz3. 通带电压放大倍数Aup=24. 品质因数Q=11.2 设计目的1. 了解滤波器的工作特点2. 掌握电子系统的一般设计方法3. 掌握常用元器件的识别和测试4. 培养综合应用所学知识来指导实践的能力5. 熟悉NI EVIS II的使用，了解电路调试的基本方法6. 进一步提高自己的动手实践能力7. 掌握专业课程设计报告的格式及流程第二章滤波器的基本理论2.1滤波器的有关参数实际滤波器的基本参数：理想滤波器是不存在的，在实际滤波器的幅频特性图中，通带和阻带之间应没有严格的界限。
在通带和阻带之间存在一个过渡带。
在过渡带内的频率成分不会被完全抑制，只会受到不同程度的衰减。
当然，希望过渡带越窄越好，也就是希望对通带外的频率成分衰减得越快、越多越好。
因此，在设计实际滤波器时，总是通过各种方法使其尽量逼近理想滤波器。
理想滤波器的特性只需用截止频率描述，而实际滤波器的特性曲线无明显的转折点，两截止频率之间的幅频特性也非常数，故需用更多参数来描述。
纹波幅度d：在一定频率范围内，实际滤波器的幅频特性可能呈波纹变化，其波动幅度d与幅频特性的平均值A0相比，越小越好，一般应远小于-3dB。
截止频率fc：幅频特性值等于0.707A0所对应的频率称为滤波器的截止频率。
以A0为参考值，0.707A0对应于-3dB点，即相对于A0衰减3dB。
若以信号的幅值平方表示信号功率，则所对应的点正好是半功率点。
带宽B和品质因数Q值:上下两截止频率之间的频率范围称为滤波器带宽，或-3dB带宽，单位为Hz。
带宽决定着滤波器分离信号中相邻频率成分的能力——频率分辨力。
在电工学中，通常用Q代表谐振回路的品质因数。
在二阶振荡环节中，Q值相当于谐振点的幅值增益系数，Q=1/2ξ（ξ——阻尼率）。
对于带通滤波器，通常把中心频率f0（）和带宽B之比称为滤波器的品质因数Q。
例如一个中心频率为500Hz的滤波器，若其中-3dB 带宽为10Hz，则称其Q值为50。
Q值越大，表明滤波器频率分辨力越高。
倍频程选择性W:在两截止频率外侧，实际滤波器有一个过渡带，这个过渡带的幅频曲线倾斜程度表明了幅频特性衰减的快慢，它决定着滤波器对带宽外频率成分衰阻的能力。
通常用倍频程选择性来表征。
所谓倍频程选择性，是指在上截止频率fc2与2fc2之间，或者在下截止频率fc1与fc1/2之间幅频特性的衰减值，即频率变化一个倍频程时的衰减量或倍频程衰减量以dB/oct表示（octave，倍频程）。
显然，衰减越快（即W值越大），滤波器的选择性越好。
对于远离截止频率的衰减率也可用10倍频程衰减数表示之。
即［dB／10oct］。
滤波器因数（或矩形系数）:滤波器因数是滤波器选择性的另一种表示方式，它是利用滤波器幅频特性的-60dB带宽与-3dB带宽的比值来衡量滤波器选择性，理想滤波器=1，常用滤波器=1－5，显然，越接近于1，滤波器选择性越好。
？滤波器的截止频率用来说明电路频率特性指标的特殊频率。
当保持电路输入信号的幅度不变，改变频率使输出信号降至最大值的0.707倍，或某一特殊额定值时该频率称为截止频率。
在高频端和低频端各有一个截止频率，分别称为上截止频率和下截止频率。