1、模拟电子电路及技术基础网络大作业集成运算放大器应用电路综合设计电子工程学院 1402014 班姓名 学号杨坤 14020140012李宣毅 14020140010邱宇 140201400171、实验目的基于模拟电子技术基础理论，设计并仿真集成运算放大器的典型应用电路，构成系统，解决复杂工程问题，通过实践工作体会并掌握模电课程的主要内容，弄清理论与实践之间的区别。二、实验内容分别设计低通滤波器，带通滤波器，移相器，相加器，方波发生器，并对产生的方波滤出基波，三次谐波，将三次谐波移相并有基波叠加。具体包括：1 选择方波作为输入信号，频率为本人学号的后三位（单位赫兹）。2 设计两个滤波器，用低通滤波
2、器滤出基波，用带通滤波器滤出三次谐波。确定集成运放的型号，计算滤波器中电阻和电容的取值，实现合适的通带增益和阻带抑制。3 设计移相器，对三次谐波移相。在 0 到- 180 度范围中选取 3 到 5 个移相值，计算移相器相应的电阻和电容的取值。4 设计加法器，叠加基波和移相后的三次谐波的波形。计算加法器中电阻的取值。5 可三人以下组成小组，以团队合作形式完成。6 发挥部分(选做)：1）设计方波产生器，2）有能力的团队可采用万能板（模拟多孔板）制作实物。系统框图如图 2.1 所示。图 2.1 系统框图三、实验原理1、信号任何周期矩形信号都可以展开成三角函数形式，是由一些谐波相加得到的，分别为一次、
3、二次、三次N 次谐波，每个谐波的频率都为一次谐波的倍数，因此只要确定基波的频率，其他谐波的频率就确定，这就是滤波的理论基础。1n0cos2ntAtf 2、低通滤波器一阶有源滤波器的电路图如下：传递函数为 CjwRAuf 212-)j(21二阶有源滤波器的电路图如下：传递函数如下： 20222 )(13)( SQACRSKsAuf截止频率 ，中心频率增益 ，品质因数RC10210f K313、带通滤波器带通滤波器电路如下图：传递函数为 202032152SQARCSSAuf截止频率 ,中心频率增益 ,-3dB 带宽2150RC150RAQBW5024、移相器移相即为全通滤波器，对频率没有选择性，
4、 ,CjwRA1uf-,移相器可以从 00到-180 0进行移相。CRjw1arctn2电路图如下：四、实验过程及实验分析1、有实验要求可知 方波的频率为 f=10KHZ已知方波的频率为 10KHZ,那么让基波的频率在 10KHZ 和 20KHZ 之间即可，取一次谐波的频率为 10KHZ。（1）用一阶低通滤波器进行模拟，通过截止频率 = *10 可CR201srad以算出 R2=1K C=0.1 ,采用 3554AM 运放，模拟图如下：F模拟示波器的图：可以看出用一阶低通滤波器，滤出的一次谐波周期为 100.855 ，频率刚s好为 10KHZ，但是滤出的一次谐波有点有点像三角波而不是正弦波。除
5、此之外，从波特仪可以看出一阶有源低通滤波电路幅频特性衰减速度较慢，因此滤波特性较差。（2）二阶有源低通滤波电路图以及模拟结果：令 R1=R2， C1=C2， 根据截止频率 = *104 ，取 K=1，Q= ，取 C=0.01 ，最终算出RC10srad21FR1=R2=1.591K，通过模拟发现当 C=0.01 ，R 1=R2=1.6K 时，运放采用3554AM,滤出的一次谐波最好,电路图以及模拟结果如下：通过比较一阶有源低通滤波器和二阶有源低通滤波器的模拟图，我们可以发现，采用二阶电路，幅频特性衰减速度较一阶明显加快，因此滤波特性较好，且二阶通带内幅频特性更平缓。因而改用二阶有源低通滤波电路，采用了二级 RC 电路，使阻带衰减速度增加，且选用合适的 Q 值，可使通带内幅频特性平坦。2、二阶带通滤波器三次谐波的频率为 f=30KHZ，根据截止频率 ,中心频率2150RC增益 ,-3dB 带宽 ，取 C=5nF,带宽1502RARQBW502BW=2000，R 5=200K，中心频率增益 A( )=-1，算出 R1=100K， = *104006，算出 R2=50K，运放使用 3554BM。srad电路图如下：示波器的图：
