双极点巴特沃斯低通有源滤波器的设计与研究【开题报告】.doc

1、毕业论文开题报告 电子信息工程 双极点巴特沃斯低通有源滤波器的设计与研究 一、课题研究意义及现状 凡是有能力对信号频谱进行处理的装置都可以称为滤波器。在通信设备和各类系统中，滤波器应用极为广泛，滤波器的优劣直接决定产品的好坏，所以对滤波器的研究和生产一直备为关注。由于计算机技术、集成工艺和材料工业的发展，滤波器的发展也上了一个新台阶，并且朝高精度、低功耗、小体积方向发展。 滤波器对不同频率的信号有不同的作用：在通带内使信号受到很小的衰减而通过；在通带与阻带之间的一段过渡带使信号受到不同程度的衰减；在阻 带内使信号受到很大的衰减而起到抑制作用。 滤波器还能将有用的信号与噪声分离，提高信号的抗干扰

2、性及信噪比；滤掉不感兴趣的频率成分，提高分析精度；从复杂频率成分中分离出单一的频率分量。 巴特沃斯滤波器最先由英国工程师斯替芬巴特沃斯（ Stephen Butterworth）在 1930 年发表在英国无线电工程期刊的一篇论文中提出的。巴特沃斯滤波器具有最大平坦幅频响应的特性 , 且具有良好的线性相位特性 , 其数学分析和网络结构简单等优点 , 故目前广泛采用。 巴特沃斯滤波器的振幅对角频率单调下降，并且也是唯一的无论阶数，振 幅对角频率曲线都保持同样的形状的滤波器。只不过 滤波器 阶数越高，在阻频带振幅衰减速度越快。 我国现有滤波器的种类和所覆盖的频率已基本上满足现有各种电信设备。从整体而

3、言，我国有源滤波器发展比无源滤波器缓慢，尚未大量生产和应用。从下面的生产应用比例可以看出我国各类滤波器的应用情况： LC 滤波器占 50%；晶体滤波器占 20%；机械滤波器占 15%；陶瓷和声表面滤波器各占 1%；其余各类滤波器共占 13%。从这些应用比例来 看，我国电子产品要想实现大规模集成，滤波器集成化仍然是个重要课题。 二、课题研究的主要内容和预期目标 主要研究双极点巴特沃斯低通有源滤波器的设计方法，制作出相应的滤波器电路，通过计算机PSpice软件仿真来优化电路，并对双极点巴特沃斯低通有源滤波器进行研究。 在设计之前查阅关于滤波器的相关资料，全面了解 巴特沃斯低通有源滤波器 的原理。

4、1、 主要通过对低通原型滤波器进行频率变换与阻抗变换，来得到新的目标滤波器 。 2、 设计主要采用运放、电容和电阻，实现一个巴特沃斯低通有源滤波器的电路结构。 3、 采用 ORCAD软件，完成系统仿真。 4、通过计算机 PSpice软件仿真双极点巴特沃斯低通有源滤波器的设计与研究。 5、提高滤波器电路的性能，优化电路参数，深入研究双极点巴特沃斯低通有源滤波器。 结合上述内容， 研发滤波器， 完成各个模块之间的连接。 它 的技术要求： 要 考虑到实际的组成元件的品质因数的取值是一有限值（因为受限于材料与工艺的水平），所以所有工程上的实用滤波器都是有损滤波器，因此对于这些滤波器还应考虑通带内的最小

5、插入衰减。 三、课题研究的方法及措施 本项目研究双极点巴特沃斯低通有源滤波器设计，主要通过 大量的查阅双极点滤波器，巴特沃斯低通滤波器和有源滤波器等相关资料，先了解滤波器的工作原理， 主要通过对低通原型滤波器进行频率变换与阻抗变换，得到新的目标滤波器 。研究 巴特沃斯低通滤波器和有源滤波器的相关理论，设计出符合要求的低通巴特沃斯滤波器。 本设计 用运放、电容和电阻来具体实现 巴特沃斯低通有源滤波器的电路结构 。 采用 ORCAD软件，完成系统仿真，最后通过计算机 PSpice 软件 仿真来查看结果。 优化电路参数 会是一个难点，要认真研习有关的参考书，上网查阅有关设计，从根本上掌握它。 在课题

6、设计过程中专心做好实验中 的笔记 ， 在遇到问题时，根据实际情况进行相应的调整和改正。 并按时完成毕业设计 ， 撰写毕业论文 。 四、课题研究进度计划 毕业设计期限：自 2010年 10月 20日至 2011年 4月 1日。 第一阶段 （ 2周 )： 完成选题，明确任务，查找巴特沃斯滤波器的相关资料，掌握其功能应用及实现原理，初步确定总体设计方案； 第二阶段（ 2周）： 查找滤波器的有关资料及相关论文，了解巴特沃斯滤波器的设计方法，完成文献综述。查找与双极点巴特沃斯低通有源滤波器有关的外文文献，对外文文献进行仔细审阅及翻译，完成外文文献翻译； 第三阶段（ 2 周 )：对文献 综述进行进一步修改

7、，完善内容及文本格式。着手完成开题报告，准备开题答辩； 第四阶段（ 6 周）： 整理所有设计资料，并进行理解和掌握，完成 硬件电路的设计与制作，进行仿真， 撰写毕业论文； 第五阶段（ 2 周 ）： 完善与修改毕业论文；做好论文答辩的 PPT 资料，准备答辩，并提交所有电子文档材料。 五、参考文献 1 杨志民 ,马义德 .现代电路理论与设计 M.清华大学出版社 ,2009,2 2 杨志民 .用 CFA实现的 Kerwin-Huelsman-Newcomb电路 ,兰州大学学报 ,35(2),1999. 3 邱关源 .现代电路理论 M.北京：高等教育出版社 ,2001. 4 Sesra A S,Br

8、ackett P.O. Filter theory and design:active and passiveM. Matrix publishers,Inc.,1978. 5 Jones D A martin K.Analog integrated circuit designM. John Wiley & Sons Inc.,1997. 6 齐维迪斯 .Y,安托尼蒂 .P.MOS VLSL电信电路设计 .石秉 学译 M. 北京 ： 人民邮电出版社 ,1988. 7 Yichang Sun. Note on two integrator loop OTA-C configurations.

9、Electronics Letters, Vol.34(16),1998. 8 王少夫 .新型 70MHz带通滤波器设计 J.声学与电子工程 ,2004,(04). 9 王少夫 ,朱义胜 .基于贝塞尔带通滤波器精确设计和仿真 J.大连海事 大学学报 ,2005,(01). 10 姚福安 ,徐衍亮 .高性能多阶有源带通滤波器设计 J.电子测量与仪器学报 , 2005,(02). 11 冯旭 .一种高抑制带通滤波器频选组件的研制 J.中国电子科学研究院学报 , 2006,(06). 12 汪汉新 .电路设计的 PSpice仿真分析 J.现代电子技术 ,2003,(15). 13 马艳君 ,居继龙 .带通滤波器计算机仿真 J.北京广播学院学报 (自然科学版）， 2004,(03).