模拟电路课程设计报告。
题目多功能有源滤波器。
一、设计任务与要求。
设计一个可以同时获得高通、低通和带通三种滤波特性的滤波器，通带**=1。
用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12v）。
二、方案设计与论证。
题目要求分析：一，题目要求设计一个可以同时获得高通、低通和带通三种滤波特性的滤波器，这是一种状态变量型有源滤波器。将比例、积分、求和等基本运算电路组合在一起，并能够对所构成的运算电路自由设置传递函数，实现各种滤波功能，我们将之称为状态变量型有源滤波电路。
其传递函数可统一表示为改变求和运算电路的输入，就可以改变，从而得到不同类型的滤波电路。再在不同滤波电路的输出端加上反相比例运放，既可得到符合放大倍数的滤波电路。
二，题目要求用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12v）。由集成电路的四个基本组成电路：电源变压器，整流电路，滤波电路和稳压电路可知，只要含有这四个基本组成部分，再加上一些保护电路，过滤电路和指示电路。
合理的参数计算与选择，利用中间置地法，我们就能做出一个符合要求的直流电压源。注：其整流电路要求用桥式整流电路。
方案一。1、 设计一个可以同时获得高通、低通和带通三种滤波特性的滤波电路；使用af100集成块，外接几个电阻即可实现。
原理图如下：
图（a） af100内部电路
图(b) 使用af100集成块接成变量型滤波电路。
2、 设计一个正负直流电源（±12v）；通过计算，得出各元件参数下限，在其基础上提高10%的扩充范围，以确保元件安全与实验准确达到实验要求。
原理图如下。
图(c) 正负直流电源电路。
方案(一)总结：
优点：多功能有源滤波电路使用集成块后方便简单，大大降低实验难度。
正负直流电源（±12v）电路结构简单，容易想到，器件少，便于焊接。
缺点：市场上买不到af100集成块，这使得方案再好也是行不通。
正负直流电源（±12v）电路缺少不少附加电路，既不安全也不方便调节与判断，带负载能力也不理想。
方案（二）1、 设计一个可以同时获得高通、低通和带通三种滤波特性的滤波电路；使用多个ua741集成块组合起来，通过精确的参数计算达到实验目的。
原理图如下。
图（d） 符合要求的变量型滤波电路。
2、设计一个正负直流电源（±12v）；通过计算，得出各元件参数下限，在其基础上提高10%的扩充范围，以确保元件安全与实验准确达到实验要求。
原理图如下。
图(e) 符合要求的正负直流电源电路。
方案（二）总结：
优点：多功能有源滤波电路能够得到想要的结果，充分运用了手中有的器件，大大减小了实验的不可操作性，提高了经济上的优势。
正负直流电源（±12v）电路含有必要的保护电路，过滤电路，指示电路等，使用了更加精确的稳压集成块，使结果更趋于理想。
缺点：多功能有源滤波电路使用的原件多，电路复杂化；
正负直流电源（±12v）使用的原件多。
通过对上述的方案对比，为使实验结果更成功，综合手中有的器材，尽量考虑可行性与经济的前提下，我们选择最理想的方案——方案（二）
三单元电路计算与参数选择。
、高通、低通和带通三种滤波特性的滤波电路设计。
一） 传递函数的表达式。
同相输入端。
根据叠加定理，以、、和为输入，第一级求和电路的输出。
即。若、用代替， 、用取代，则、和之间的关系为。
将式（2）、（3）、（4）代入式（1），可以分别求出、、和之间的传递函数。a）b)
c)因为，所以=（d）
将式（a）、（b）、(c)、(d)与高通，低通，带通的传递函数比较可得、、和分别为高通、带通、低通和带阻滤波电路的传递函数，与定性分析的结果一样。
二） aup的计算。
根据高通传递函数表达式==可得其放大倍数为1
根据带通传递函数表达式=可得其放大倍数为1
根据高通传递函数表达式可得其放大倍数为1
三）各元件参数计算：
由题目要求：设计一个可以同时获得高通、低通和带通三种滤波特性的滤波器，通带**=1，可得到以下结论：并无要求，所以只需，即可符合要求。
由传递函数可得通带**=1，所以各元件参数符合题目要求。各元件参数如下：
理论值=16khz
、桥式整流电容滤波集成稳压块正负直流电源电路设计（±12v）。
直流源四个组成部分分析：
1、电源变压器。
其电路图如下：
由于要产生±12v的电压，所以在选择变压器时变压后副边电压u2应大于24v，由现有的器材可选变压后副边电压u2为30v的变压器。
2、整流电路。
其电路图如下：
桥式整流电路巧妙地利用了二极管的单向导电性，将四个二极管分为两组，根据变压器副边电压的极性分别导通，将变压器副边电压的正极性端与负载电阻的上端相连，负极性端与负载电阻的下端相连，使负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压。
3、滤波电路。
其电路图如下：
滤波电容容量较大，一般采用电解电容器。
电容滤波电路利用电容的充放电作用，使输出电压趋于平滑。
滤波电路输出电压波形如下：
4、稳压电路。
我们知道，三端式稳压器由启动电路、基准电压电路、取样比较放大电路、调整电路和保护电路等部分组成。调成管决定输出电压值。由于本课程设计要求±12v 的输出电压，所以我们选用7812和7912的三端稳压管
四、总原理图及元器件清单。
1．总原理图。
图（f） 实用型高通、带通和低通滤波电路。
图(g) 实用型正负直流电源电路。
2．元件清单。
五、安装与调试。
一)安装。依据已设计出的电路图，合理地在电路板上布局，拉线。在安装的过程中注意以下几点：
1、大电解电容的正负极不能接反；
2、ua741的各管脚不能接错；
3、三端稳压管三个端的作用一定要分清；
4、二极管的正负极要辨清；
5、焊时拉线要直，焊点应均匀。
二）调试。、直流源动态调试。
将变压器插头插至220v交流电后，开始测变压器的副边电压u2及滤波输出电压u1、u2还有稳压管输入电压ui1和ui2，最后测试uo1和uo2。这几个步骤应按顺序进行，若其中某一个步骤出现问题，应及时停下进程，切断电源，查找和想法排解故障。
、多功能有源滤波电路动态调试。
1、 先用**软件将原理图**，观察其是否符合理论结果。**结果如下：
低通特性(h)
高通特性(i)
带通特性(j)
可知原理图符合实验要求，达到预期结果。
2、 实验箱调试。
正确接线后，在输入端加入交流小信号，输出端加至示波器及数字毫伏表调节可调电阻。用示波器观察输出波形是否失真，用数字毫伏表观察输出电压伏值，估算电压放大倍数，检验电路是否达到预想的放大倍数。
初步若达到，则调试成功，若没达到则测试第一级输出uo1，观察第一级放大倍数和第二级放大倍数是否符合要求，进一步推断出问题的出现在哪级放大电路，然后有针对性地进行查找和分析。
经过调试，我们获得了成功，进一步肯定我们方案的正确性。
六、性能测试与分析。
一)直流源性能测试与分析。
、直流源性能测试。
在调试成功后，我们开始测试直流源各组成部分的输入及输出电压。具体过程如下：
a、用万用表250v交流档测试输入电压=230v
b、用万用表交流档测试副边电压，结果： +14.6v， -14.5v;
c、用万用表直流档测试滤波输出电压，结果： +18.8v， -18.9v;
d、用万用表直流档测试稳压管输入电压，结果： +18.8v， -18.9v；
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