1、<p>　　2013年1月10日</p><p><b>　　語音濾波器設計</b></p><p>　　一、設計任務與要求</p><p>　　1、分別用壓控電壓源和無限增益多路反饋二種方法設計電路</p><p>　　2、抑制50Hz工頻干擾信號</p><p>　　3、品質因素Q

2、=1，增益Av>1</p><p>　　4、用橋式整流電容濾波集成塊電路設計電路所需的正負12V</p><p><b>　　二、方案設計與論證</b></p><p>　　語音濾波器設計即為帶阻濾波電路設計。將輸入電壓同時作用于低通濾波器和高通濾波器，再將兩個電路的輸出電壓求和，就可以得到帶阻濾波器。其中低通濾波器的截止頻率fp1應小于

3、高通濾波器的截止頻率fp2，所以，電阻的阻帶為（fp2-fp1）。由于該實驗要求是只抑制一個點（即為50Hz的地方），所以該電阻的阻帶應無限趨于零。根據設計要求Q=1，就可以算出增益會大于1，為1.5或者2.5,。最后根據所設計的電路圖和推出的公式算出各個參數的值，在稍加調試就可以得出結果。</p><p><b>　　方案一、</b></p><p>　　1、電源部

4、分電路可以把220V的交流電變成12V的直流電源如圖2-1所示：</p><p>　　圖2-1 直流電源電路圖</p><p>　　2、壓控型帶阻濾波電路如圖2-2所示：</p><p>　　圖2-2 壓控型帶阻濾波電路</p><p>　　該電路可以抑制50Hz工頻干擾信號。</p><p><b>

5、;　　方案二、</b></p><p><b>　　1、直流電源部分</b></p><p>　　電路可以把220V的交流電轉變成12V的直流電源如圖2-3所示：</p><p>　　圖2-3 直流電源電路</p><p>　　2、無限增益多路反饋帶阻濾波電路如圖2-4所示：</p><

6、p>　　圖2-4 無限增益多路反饋帶阻濾波電路</p><p>　　電路可以滿足課程設計要求。</p><p>　　方案論證：我選兩個方案，上述的兩個方案都能夠滿足實驗課程設計的要求。</p><p>　　方案1、從它的電路圖和參數計算表達式中可以看出，它更容易焊接，同時參數設計也比較簡單，比較好設計；在調試過程中顯示的數據也很穩(wěn)定；最后從該電路圖中可以看到

7、，組成電路的元器件很實惠，不會浪費成本。</p><p>　　方案2、首先從電路圖中可以看到：它比方案一得電路圖稍微更復雜一點，在焊接電路板時更繁瑣一些；其次方案二需要兩塊va741芯片，造成芯片會被燒掉的可能性會更大些，同時在測試時電路板連線更多，較容易連錯線。</p><p>　　兩種方案各有優(yōu)缺點，所以我把兩種方案都用上。</p><p>　　三、單元電路設計

8、與參數設計</p><p>　　1、直流電源的參數設計</p><p>　　交流電先通過單相橋式整流電路可以得到半波的電壓波形，再通過濾波電路可以得到比較好的電壓波形，最后通過穩(wěn)壓電路就可以得到比較好的直流電。</p><p>　?、?② ③ ④</p><p>　　提供的是220

9、V的交流電源要變?yōu)?2V直流電 , 變壓器用 220V~15V規(guī)格</p><p>　　的。UA741所需的電源為12V , 選的整流芯片為：LM7812、LM791整流用的二極管可用1N4007 , 電解電容用3300uf , C2和C3可用0.1ufC4、C5用0.47uf、C7、C8可用220uf , 發(fā)光二極管上的R用 1KΩ。電路圖如圖3-1所示：</p><p>　　圖3-1直

10、流電源電路圖</p><p>　　2、帶阻濾波電路部分參數計算</p><p><b>　　其通帶放大倍數；</b></p><p><b>　　Avp= </b></p><p><b>　　傳遞函數：</b></p><p><b>　　A

11、v(s)= </b></p><p>　　令f=，則電壓放大倍數</p><p><b>　　Av=</b></p><p>　　Q= 因為Q=1 所以Avp=1.5或2.5 f=50Hz</p><p>　　方案① 取Avp=1.5 C=0.47vF Rf=5K R1=1

12、0K R=6.77k</p><p>　　方案② 取Avp=1.5 C=0.47vF R1=10K R2=2.8K R3=20K R4= R5=10K R6=15K</p><p>　　四、總原理圖及元器件清單</p><p>　　總原理圖如圖4-1和4-2所示：</p><p>　

13、　圖4-1壓控型帶阻濾波電路</p><p>　　圖4-2無限增益多路反饋帶阻濾波電路</p><p><b>　　2、元件清單</b></p><p>　　(1)、直流電源元件清單如圖表1所示：</p><p>　　表1直流電源元件清單</p><p>　　（2）、壓控型帶阻濾波電路元件清單如圖

14、表2所示：</p><p>　　表二壓控型帶阻濾波電路元件清單</p><p>　　（3）、無限增益多路反饋帶阻濾波電路元件清單如表3所示：</p><p>　　表三無限增益多路反饋帶阻濾波電路元件清單</p><p><b>　　五、安裝與調試</b></p><p><b>　　1、

15、電路安裝 </b></p><p>　　首先在電路板上做好布局，然后進行焊接。</p><p><b>　　2、電路調試</b></p><p>　　焊接好電路板后，初次調試直流穩(wěn)壓電源，用萬用表測得各個數據，都符合要求和在可允許的誤差范圍內。調試功能部分，調節(jié)信號發(fā)生器的幅值，保持不變，調節(jié)信號函數發(fā)生器的頻率使之在阻帶內，觀測輸

16、入，輸出波形和輸出電壓增益，并記錄通帶時的增益，計算阻帶增益，與設計值比對，若相距過大，可通過調節(jié)電位器，使之達到設要求。</p><p><b>　　六、性能測試與分析</b></p><p><b>　　1、直流電源部分</b></p><p>　　a、輸出電壓Uo1=12.06v,Uo2=-12.08v</p&

17、gt;<p>　　b、穩(wěn)壓電勢差⊿U1=22.1—12.06=10.04V ⊿U2=22.1—12.08=10.02V</p><p>　　2、帶阻濾波電路部分</p><p>　　A、測試數據與誤差計算</p><p>　　a、壓控電壓源帶阻濾波電路測試部分</p><p>　　=20mv =29.50mv

18、 Avp= = 29.50/20=1.475</p><p>　　由理論知識我們知道：f=50Hz 時，Uo=0</p><p>　　所以f=50-47=3Hz = 3/50%=6.0%</p><p>　　b、無限增益多路反饋帶阻濾波電路</p><p>　　=20.0mv =29.60

19、 Avp==29.60/20.0=1.48</p><p>　　由理論知識我們知道：f=50Hz 時，Uo=0</p><p>　　所以f=50-48=2Hz =2/50%=4.0%</p><p>　　根據以上數據得出的壓控電壓源帶阻濾波電路的幅頻特性為：</p><p>　　無限增益多路反饋帶阻濾波電路的幅頻特性為

20、</p><p>　　B、帶阻濾波電路仿真部分</p><p><b>　　壓控型帶阻濾波電路</b></p><p><b>　　圖二</b></p><p>　　ii、無限增益多路負反饋帶阻濾波電路</p><p><b>　　圖三 </b><

21、/p><p><b>　　誤差分析：</b></p><p><b>　　直流電源部分</b></p><p>　　元器件不是非常標準的定值</p><p>　　焊接的電路板有些焊點的接觸性不是很好，同時連接的導線有電阻</p><p>　　試驗時間過長溫度發(fā)生變化，使得一些元件

22、的電阻發(fā)生變化</p><p>　　所用的7812和7912穩(wěn)壓效果不是很好。</p><p><b>　　電阻濾波電路部分</b></p><p>　　連接電路時正負12V，不是標準值</p><p>　　集成運放在實際使用中并不能完全等同于理想運放，這使得理論值與測量值之間必定存在誤差</p><

23、p><b>　　信號源帶負載能力差</b></p><p>　　參數設計的不是很標準</p><p>　　焊接的電路板的連通性可能不是非常好</p><p><b>　　七、結論與心得</b></p><p><b>　　實驗結論：</b></p><

24、p><b>　　直流電源：</b></p><p>　　我們知道它是由交流電先通過單相橋式整流電路可以得到半波的電壓波形，再通過濾波電路可以得到比較好的電壓波形，最后通過穩(wěn)壓電路就可以得到比較好的直流電</p><p>　　橋式整流電路由四只二極管組成，保證了在變壓器副邊電壓的整個周期內，負載上的電壓和電流方向始終不變</p><p>　

25、　電容濾波電路是利用電容的充放電作用，使輸出的電壓趨于平滑</p><p>　　在穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路中，只要能使穩(wěn)壓管始終工作在穩(wěn)壓區(qū)，即保證穩(wěn)壓管的電流Iz ，輸出電壓就基本穩(wěn)定</p><p><b>　　語音濾波器部分</b></p><p>　　它是將輸入電壓同時作用于低通濾波器和高通濾波器，在將兩個電路的輸出電壓求和。電路的阻帶在大于

26、低通截止頻率與小于高通截止頻率之間</p><p>　　品質因素Q的大小會影響到一系列實驗數據的變化，會使帶阻濾波器的幅頻特性圖的陡峭性即斜率發(fā)生變化，具體為：Q較小時，其幅頻特性圖更加的平滑；Q越來越大時，它就越來越陡。當我們只要抑制一個點的頻率時，從理論上來說，Q大一點會比較好</p><p><b>　　實驗心得：</b></p><p>

27、;　　經過這次模擬電路課程設計，對于語音濾波器的設計，加強了我對模擬電子技術這門課程設計的理解，對其應用有了一定的認識，加強了對理論知識的理解，提高了我們綜合運用知識的能力和動手實踐的能力。</p><p>　　這次模擬電子技術課程設計，讓我懂得了實踐的重要性。即使課本知識掌握得很好，如果不會綜合的運用起來，也是一些支離破碎的無用的知識，同樣，如果能夠運用而實際動手能力很差，理論與實踐不能結合起來，學得再好也沒有

28、用。這次課程設計恰好是將課本知識的鞏固與綜合運用結合起來，再加上實際動手能力的培養(yǎng)三者加起來的。一方面，它使我加深與鞏固了對所學的各章節(jié)的理論知識的理解程度，并將其綜合運用，提高了我們綜合運用知識的能力；另一方面，它也提高了我對專業(yè)知識學習的興趣。</p><p>　　在整個課程設計的過程當中出現一些問題。比如說設計原理圖時，我們必須懂得語音濾波器的工作原理。電路的設計過程及參數確定不大懂得如何把握才能使實驗更加

29、的精確。還有就是在作品調試時，因為我所設計得電路相對于一些復雜的電路來說，應該算是比較簡單的，所以應該比較容易把結果調試出來，可是在調試時總是出現錯誤，我總是查找原因，檢查電路，都沒有發(fā)現錯誤，于是與我的組員們一起討論，還是沒有檢查出錯誤。那時心里有點慌了，但我卻沒有放棄，心想一定要弄出來，大不了再焊一次電路，最后我焦急的心情平復了下來。我就重新檢查每一個焊點，我發(fā)現有一處極為隱蔽的虛焊點，最后再進行一次調試，結果成功了。結果出來后我非

30、常的開心和有一種無法用語言描述的成就感。</p><p>　　這次的課程設計讓我學到了很多東西。讓我知道：做實驗時，要有耐心，遇到問題時要想辦法去解決和越挫越勇的決心。這次課程設計也提高了我的焊接技術，和學會了電路板如何布局，而且，這次的實驗強烈的激起了我對我們所學專業(yè)的興趣，我想這次的課程設計對我以后的專業(yè)課程的學習將有很大的幫助。</p><p><b>　　八、參考文獻&l

31、t;/b></p><p>　　1. 謝自美．電子線路設計（第三版）．武漢：華中科技大學出版社，2006</p><p>　　2. 康華光．電子技術基礎（模擬部分）（第四版）．武漢：高等教育出版社，2005.7</p><p>　　3. 童詩白主編．模擬電子技術基礎（第三版）．北京：高教出版社， 2001</p><p>　　4. 謝自

32、美《電子線路設計、實驗、測試》華中理工大學出版社</p><p>　　5. 畢滿清《電子技術實驗與課程設計》機械工業(yè)出版社</p><p>　　6. 童詩白、華成英《模擬電路電子技術基礎》第三版 高等教育出版社</p><p>　　7.《電工電子實踐指導》（第二版），王港元主編，江西科學技術出版社</p><p>　　8. 《電子線路設計應用