2、2次。对于现今工厂的谐波治理，应用最为广泛的仍是高压无源滤波器。高压无源滤波器的接线方式很多，其中应用最为广泛的是单调谐滤波器和二阶高通滤波器。无源滤波器具有结构简单、设备投资少、工作可靠性较高、运行成本较低的优点。采用无限增益多路反馈设计高通滤波电路。图1-1 无限增益多路反馈高通滤波器电路设计其中：，通带增益：截止频率：品质因数：，二、设计任务与要求1、分别采用压控电压源和无限增益多路反馈设计电路；2、截止频率fc=200hz；3、增益av2；4、采用桥式整流电容滤波集成稳压电路设计电路所需的正负直流电源（12v）。 3.单元电路设计及参数计算无限增益多路反馈高通滤波器电路设计，设c
3. 1=0.22uf，则 C2=0.47uf 和 f=200hz，所以：R1=3k，R2=20.0k IV。 总原理图及元器件清单 1 总原理图 图4-1 总电路图 2 元器件清单 直流源 表1 元器件号（名称） 型号 主要参数 数量 备注 变压器 输入220v，输出15v，P=20w 1只 带插头 D1D4（二极管） 1n4007 各1只 保险丝 IP=0.5a 1只 续表1 电解电容C1、23300uf/25v 2只 电解电容C5、6 220uf 2只 陶瓷电容C3、4、7、80、22uf 4只 集成块UA741 1只 集成稳压器W7812、W7912 各1只 输出电压12v，输出电流1.5a 1只 发光二极管各1只 陶瓷电容C9、100、1uf2只 电阻r120k欧姆2只
4、R21k欧姆可调电位器2个RW20k欧姆2个表2元件序号主要参数数量备注（单价）R20k 10.1R3k 10.1UA741 11C0.22UF 20.3C0.47UF 10.3五、安装调试1、焊接工具：电烙铁在准备好的电路板上涂一层助焊剂，按照原理图把元器件安装在电路板上，检查元器件位置是否正确。检查无误后用电烙铁把每个元器件焊接牢固，确保每个元器件不冷焊。焊接元器件时，根据不同元器件耐热能力尽量减少焊接时间。焊接后用万用表检查是否有断路、短路等现象。 2、调试工具：万用表、示波器、信号发生器、数字毫伏表用小螺丝刀调节电位器R3阻值为15k欧姆，R4阻值为15k欧姆，接上220伏交流电压，信号发生器输出信号为f
5、对于f=1khz的信号，ui=500.3mv，在输出端测得输出电压uo=201.6mv。降低频率使f=100hz，则输出端uo=161.2mv，与实际值相差太大。然后用螺丝刀微调电位器，此时使uo=141.2mv。在高频时，输出电压为输入电压的两倍。用示波器监视输出波形，无失真。因此，电路正确，调试完毕。可以进行性能测试。二阶高通滤波器的频率响应特性与低通滤波器相似。当q0.707或q0.707时，通带边缘会出现不均匀现象。 根据品质因数q计算电路电阻参数R1、R2的方法与二阶低通滤波器的计算方法相同。为了改善一阶高通滤波器的频率特性，可以采用二阶高通滤波器。二阶高通滤波器由两个rc支路组成，
6、只需将二阶高通滤波器的r和位置互换，就构成二阶高通滤波器。如图5-1所示，这是二阶高通滤波器的幅频特性曲线。它的阻带衰减特性的斜率为40db10oct，克服了一阶高通滤波器阻带衰减太慢的缺点。图5-1中的二阶高通滤波器的幅频特性曲线与二阶低通滤波器的幅频特性曲线类似。二阶高通滤波器的各项参数也影响其滤波特性，如：阻尼系数f的大小决定了幅频特性是否有峰值，或者谐振峰的高度。如果要求高通滤波器的阻带特性具有大于40db10oct的下降速率，则必须采用高阶高通滤波器。 与高阶低通滤波器一样，最常用的是巴特沃斯型和切比雪夫型近似。分母多项式也是先查表得到，如图5-1所示。二阶高通滤波器的幅频特性。二阶高通滤波器的参数设计基于增益av=2，
7、Av=1+RF/R1，所以取R3=15k欧姆电阻，FC=200Hz，FC=1/2RC，则取C=0.01uf电容，R4为15k欧姆电阻，R2为4k欧姆电阻，由于没有这个电阻，所以用两个2k欧姆电阻代替，集成电路选用KIA741。二阶高通滤波电路的电路仿真。图5-2 二阶高通滤波电路的电路仿真图5-3 仿真结果六、 性能测试与分析1.无限增益多反馈二阶高通滤波器数据表3频率f/hz1000.4876.2754.8626.6461.69输出电压uo/mv847846843837820频率f/hz278.34211.85206.88199.8161.6输出电压uo/mv76571170670
8. 36392. 数据处理及误差计算 当频率为高频时，u=（1000.3+1000.4+1000.5）/3=1000.4 mv 输入电压ui=500mv,则av=u/ui=1000.4/500=2.01 相对误差：s=（2.01-2）/2*100%=0.5% 当fp=200hz时uo理论=u*0.707=1000*0.707=707mv 实验测uo=703mv 则相对误差s=（703-707）/703*100%=6% 三、误差分析 1.实验所用元器件容易受温度影响，实验时间过长也会产生误差。 2.参数设计也会引入误差 3.计算过程中会引入计算误差。4.信号发生器输出信号不够稳定，使得
9、输出信号也随之波动，影响读数，无法准确读取数据。 5、调试时不可能把可调电位器调到绝对理想的位置，导致结果出现偏差。 6、实验所用的元器件容易受温度影响，实验时间过长也会出现误差。 7、测试时仪表内阻与电路串联引起的误差。 8、仪器精度不够，无法准确测量结果。 七、结论与体会 1、由实验可知，当频率f为通带截止频率fp时，输出电压uo约为最大输出电压的0.707倍，即au0.707aup。 2、由实验可知，高通滤波器对低频信号有衰减作用，只对频率高于fp的信号进行放大。我们可以在交流放大电路的耦合电路中采用高通滤波器，隔离直流分量。 3、实验中监测到的波形没有发生畸变，也就是说，只要引入正反馈，在f=fo时，就可以得到
10.当电压放大倍数增大时，不会因正反馈过大而产生自激振荡。 4.所谓高通或低通电路都只是相对的，由于器件等实际因素的影响，不可能实现完全的高通或低通，只是在比较大的频率范围内的一种幅频特性。所以，以后做课程设计的时候，要多去实验室里找找错误或者一些客观因素造成的失误，以便尽快解决问题。 5.在这次实验课程设计中，我最大的收获就是，现实环境和想象中的环境是有一定差别的，在理想条件下计算出来的参数，在实际的测试过程中，可能会出现很大的误差，甚至达不到预期的效果。 8.参考文献 1 童诗柏，童诗柏，华成英.模拟电子技术基础，清华大学出版社 2 王香港.电工电子实践指南（第二版）。江西科技出版社，2005 3 毕曼青. 电子技术实验与课程设计.机械工业出版社4范长新,曹丽娜.通信原理(第6版)m.北京:国防工业出版社,20065刘毓敏,余崇元,张建中等.光纤布拉格光栅综合问题的粒子群优化算法研究j.
