通用雙極點高通有源濾波器設計與研究【開題報告】

《通用雙極點高通有源濾波器設計與研究【開題報告】》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、畢業(yè)論文開題報告電子信息工程通用雙極點高通有源濾波器設計與研究一、課題研究意義及現(xiàn)狀凡是有能力進行信號處理的裝置都可以稱為濾波器。在近代電信設備和各類控制系統(tǒng)中，濾波器應用極為廣泛；在所有的電子部件中，使用最多，技術最為復雜的要算濾波器了。濾波器的優(yōu)劣直接決定產(chǎn)品的優(yōu)劣，所以，對濾波器的研究和生產(chǎn)歷來為各國所重視。我國廣泛使用濾波器是50年代后期的事，當時主要用于話路濾波和報路濾波。經(jīng)過半個世紀的發(fā)展，我國濾波器在研制、生產(chǎn)和應用等方面已納入國際發(fā)展步伐，但由于缺少專門研制機構(gòu)，集成工藝和材料工業(yè)跟不上

2、來，使得我國許多新型濾波器的研制應用與國際發(fā)展有一段距離。--濾波器種類繁多，有些是眾所周知的，有些可能不為大家所熟悉，下面著重介紹近年來發(fā)展很快的幾種濾波器。有源濾波器由下列一些有源元件組成：運算放大器、負電阻、負電容、負電感、頻率變阻器（FDNR）、廣義阻抗變換器（GIC）、負阻抗變換器（NIC）、正阻抗變換器（PIC）、負阻抗倒置器（NII）、正阻抗倒置器（PII）、四種受控源，另外，還有病態(tài)元件極子和零子。1965年單片集成運算放大器問世后，為有源濾波器開辟了廣闊的前景。70年代初期，有源濾波器

3、發(fā)展引人注目，1978年單片RC有源濾波器問世，為濾波器集成邁進了可喜的一步。由于運放的增益和相移均為頻率的函數(shù)，這就限制了RC有源濾波器的頻率范圍，一般工作頻率為20kHz左右，經(jīng)過補償后，工作頻率也限制在100kHz以內(nèi)。1974年產(chǎn)生了更高頻的RC有源濾波器，使工作頻率可達GB/4（GB為運放增益與帶寬之積）。由于R的存在，給集成工藝造成困難，于是又出現(xiàn)了有源C濾波器：就是濾波器由C和運放組成。這樣容易集成，更重要的是提高了濾波器的精度，因為有源C濾波器的性能只取決于電容之比，與電容絕對值無關。但

4、它有一個主要問題：由于各支路元件均為電容，所以運放沒有直流反饋通道，使穩(wěn)定性成為難題。1982年由Geiger、Allen和Ngo提出用連續(xù)的開關電阻（SR）去替代有源RC濾波器中的電阻R，就構(gòu)成了SRC濾波器，它仍屬于模擬濾波器。但由于采用預置電路和復雜的相位時鐘，使這種濾波器發(fā)展前途不大?？傊?，由RC有源濾波器為原型的各類變種有源濾波器去掉了電感器，體積小，Q值可達1000，克服了RLC無源濾波器體積大，Q值小的缺點。但它仍有許多課題有待進一步研究：理想運放與實際特性的偏差的研究；由于有源濾波器混合

5、集成工藝的不斷改進，單片集成有待進一步研究；應用線性變換方法探索最少有源元件的濾波器需要繼續(xù)探索；元件的絕對值容差的存在，影響濾波器精度和性能等問題仍未解決；由于R存在，集成占芯片面積大，電阻誤差大（20%～30%），線性度差等缺點，使大規(guī)模集成仍然有困難。盡管有這么多問題，RC有源濾波器的理論和應用仍在持續(xù)發(fā)展中。二、課題研究的主要內(nèi)容和預期目標1．確定類型在設計一個濾波器之前，必須首先根據(jù)課題的需要確定濾波器的類型。2．研究和設計確定了濾波器類型后，就可以去查閱相關濾波器的資料。首先去了解雙極點巴特

6、沃斯低通有源濾波器的傳輸函數(shù)及濾波特性，并掌握其設計方法，然后通過一些元件及參數(shù)的改變來完成雙極點高通有源濾波器的設計。3．性能分析和計算機仿真在完成通用雙極點高通有源濾波器設計的基礎上，進行電路設計以及計算機仿真，通過仿真結(jié)果對原來的電路進行和參數(shù)的優(yōu)化，以提高極點高通有源濾波器的性能。4.完成預期目的掌握了通用雙極點高通有源濾波器的設計方法，制作出相應的濾波器電路，通過計算機仿真，通過結(jié)果的分析對通用雙極點高通有源濾波器進行研究來優(yōu)化電路。三、課題研究的方法及措施通過分析所研究課題的主要內(nèi)容，抓住核

7、心，通過網(wǎng)絡，圖書館等去查閱大量報刊、文獻、網(wǎng)絡資源來了解各種濾波器的濾波特性、傳輸函數(shù)及設計方法等資料、并通過整理分析，學習并掌握各種濾波器的設計方法，根據(jù)課題需要，設計通用雙極點有源高通濾波器。首先，研究歸一化的低通濾波器的設計方法，設計出巴特沃斯低通濾波器，然后學習去歸一化的方法，經(jīng)過適當?shù)念l率變換方法得到高通濾波器，設計出符合要求的有源高通濾波器，最后對設計的電路仿真。為了解所設計濾波器的性能并方便改進，通過學習掌握一些計算機仿真方法，比如：Multisim2001、Pspice。然后通過這些軟

8、件對所設計的濾波器進行仿真，根據(jù)分析仿真結(jié)果，發(fā)現(xiàn)設計中的不足，來改進優(yōu)化濾波器的元件及參數(shù)，從而來提高濾波器的性能。四、課題研究進度計劃畢業(yè)設計期限：自2010年10月20至2011年4月1日。第一階段（2周）：第一周前3天分析任務，4天收集各種資料，刪選并整理，4天進行系統(tǒng)總體方案設計,3天向老師咨詢并作修改完善。第二階段（2周）：2天內(nèi)完成開題報告、4天對資料進行概括總結(jié)分析完成文獻綜述、3天進行外文翻譯，4天向老師咨詢并作修改完善。