T型网络衰减电路
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实验二单双T网络频率特性一、实验目的1、熟悉由电阻和电容组成的低通和高通电路幅频特性。
2、掌握双T网络的幅频特性和相频特性。
3、掌握用逐点测试法测量网络的幅频和相频特性。
二、实验原理如图所示双T电路中,根据开关J1 , J2的闭合与断开情况可以演绎出多种电路。
一、低通电路-----------只闭合J11.传递函数电路模型2.幅频特性幅频特性3.相頻特性相频特性二、高通电路-----------只闭合J21.传递函数电路模型2.幅频特性幅频特性3.相频特性相频特性三、带阻电路--------同时合上开关 J1,J21.传递函数电路模型2.幅频特性幅频特性3.相频特性相频特性4.双T电桥带阻电路双T桥带阻双口电路等效π型双口电路如图所示的双T桥带阻电路可等效成右图所示的π型电路。
一般用RC选频网络实现选期,反馈系数F随频率f的变化曲线(频率特性),当f=fo时,则F=0。
所以,对谐振频率fo来说,放大电路不存在负反馈,故KF=K,此时放大器的输出电压最大。
随着频率远离fo,F就急速地增加,相应的KF也很快衰减至零,因而,偏离fo 点的其它无用频率的输出电压也就很小很小了,至于KF的衰减快慢,主要是取决于反馈网络的选频特性,通常用双T电桥的RC选频网络,它在实际使用中,最常用的有两种:等一种是非对称双T电桥如上图所示,假设电源内阻RS=0,负载RL=00,则计算公式如下:谐振角频率ωO=1/RC-------------------------1式品质因数Q=[1/2(1+a)]=[fo/2△fo.7]---------2式传输系数(反馈系数)的模、幅角分别为:---------------------3式φ =arctg1/QY式中:Y=σ-(1/σ)是广义失谐系数σ=f/fo是相对失谐系数-----------------------4式2△fo.7主为半功点的带宽由2式可见:对固定的谐振频率fo来说,Q越大,则通频带越窄;反之Q越小,则通频带越宽,因此,Q的大小可以反应出双T网络的选择性好坏。
t型滤波器计算公式T型滤波器T型滤波器是一种常用的电路拓扑结构,用于滤波器的设计。
它由电感、电容和电阻组成,可以实现对特定频率的信号进行滤波。
接下来将介绍T型滤波器的计算公式,并通过举例解释其工作原理。
T型滤波器的电路结构T型滤波器由一个电容和两个电感串联而成,形状类似字母”T”。
其电阻与电路结构有关,可以是电感内部的电阻或者外部串联的电阻。
计算公式对于一个T型滤波器,以下是一些常用的计算公式:切频频率切频频率是指滤波器开始对信号进行衰减的频率。
对于一个T型滤波器,切频频率可以通过以下公式计算:切频频率 = 1 / (2 * pi * sqrt(L * C))其中,L为电感的感值,C为电容的容值,pi为圆周率。
输入阻抗输入阻抗是指信号源连接到滤波器时的阻抗。
对于一个T型滤波器,输入阻抗可以通过以下公式计算:输入阻抗 = R + j * (omega * L - 1 / (omega * C))其中,R为电阻的阻值,L为电感的感值,C为电容的容值,omega为角频率,j为虚数单位。
输出阻抗输出阻抗是指滤波器输出信号时的阻抗。
对于一个T型滤波器,输出阻抗可以通过以下公式计算:输出阻抗 = R + j * (omega * L + 1 / (omega * C))其中,R为电阻的阻值,L为电感的感值,C为电容的容值,omega为角频率,j为虚数单位。
工作原理示例假设我们要设计一个T型滤波器,其切频频率为2kHz,电感的感值为10mH,电容的容值为,电阻的阻值为100Ω。
那么我们可以使用上述的计算公式得到以下结果:切频频率 = 1 / (2 * pi * sqrt(10mH * )) = 2kHz输入阻抗= 100Ω + j * (omega * 10mH - 1 / (omega * )) 输出阻抗= 100Ω + j * (omega * 10mH + 1 / (omega * ))通过以上计算,我们可以得到该T型滤波器的切频频率以及输入输出阻抗的数值。
LC谐振放大器LC谐振放大器摘要LC谐振放大器是通信设备中常用的功能电路,它所放大的信号频率在数百千赫至数百兆赫。
LC谐振放大器的功能是实现对微弱的高频信号进行不失真的放大,从信号所含频谱来看,输入信号频谱与放大后输出信号的频谱是相同的。
LC谐振放大器的分类:按元器件分为:晶体管放大器、场效应管放大器、集成电路放大器;按频带分为:窄带放大器、宽带放大器;按电路形式分为:单级放大器、多级放大器;按负载性质分为:谐振放大器、非谐振放大器;其中LC谐振放大器广泛应用于通信系统和其它无线电系统中,特别是在发射机的接收端,从天线上感应的信号是非常微弱的,这就需要用放大器将其放大。
LC谐振放大器理论非常简单,但实际制作却非常困难。
其中最容易出现的问题是自激振荡,同时频率选择和各级间阻抗匹配也很难实现。
本文以理论分析为依据,以实际制作为基础,用LC振荡电路为辅助,来消除高频放大器自激振荡和实现准确的。
关键词:LC谐振、放大、选频、震荡目录1 方案设计与论证﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍51.1衰减器的选择﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍51.2 选频电路的选择﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍51.3 LC谐振放大选型﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍52 主要技术指标﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍62.1电压增益﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍6 2.2放大器的通频带﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍6 2.3放大器矩形系数﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍6 2.4谐振频率﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍6 3 电路设计﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍73.1 T型电阻网络﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍73.2 LC并联谐振回路﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍73.3LC谐振放大器电路图﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍84 仿真调试﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍84.1 仿真软件﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍84.2测试方法﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍84.3 衰减器仿真﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍84.4仿真电路图﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍94.5谐振频率测试﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍94.6 幅频特性图﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍105 设计总结﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍106 实物调试记录解说﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍106.1 制作好的芯片﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍106.2 调试电压显示﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍111.方案设计与论证1.1衰减器的选择方案一:非线衰减网络,根据题目要求频带要与放大器相适应,则要求3dB带宽足够宽,特性阻抗保持50欧,这样时比较难达到的。
T型滤波器原理详解T型滤波器是一种常见的电子滤波器,它可以用于信号处理中的频率选择和降噪。
本文将详细解释T型滤波器的基本原理,并提供一些实际应用示例。
1. T型滤波器简介T型滤波器由三个元件组成:两个并联的电容和一个串联的电感。
它的结构形状类似字母“T”,因此得名。
T型滤波器可以实现对不同频率信号的选择性放大或抑制。
当输入信号通过滤波器时,只有特定频率范围内的信号能够通过,其他频率范围内的信号则被抑制或削弱。
2. 基本原理2.1 RC低通滤波器在介绍T型滤波器之前,我们先了解一下RC低通滤波器的基本原理。
RC低通滤波器由一个电阻和一个电容组成。
当输入信号通过RC低通滤波器时,高频部分会被衰减,而低频部分则能够通过。
这是因为在高频信号下,电容的阻抗较小,导致信号更容易通过电容而绕过电阻;而在低频信号下,电容的阻抗较大,导致信号更容易通过电阻。
2.2 T型滤波器的工作原理T型滤波器可以看作是两个并联的RC低通滤波器和一个串联的电感组成。
当输入信号通过T型滤波器时,首先会经过第一个RC低通滤波器。
这个滤波器会衰减高频部分,并将较低频率的信号传递到第二个RC低通滤波器。
接着,第二个RC低通滤波器会进一步衰减高频部分,并将更低频率的信号传递到串联的电感。
最后,电感将剩余的高频部分抑制掉,只保留最低频率的信号。
总结起来,T型滤波器实现了对输入信号进行两次RC低通滤波,并利用串联的电感将最终输出中的高频部分抑制掉。
3. T型滤波器应用示例T型滤波器在实际应用中有很多用途。
下面列举几个常见的应用示例。
3.1 音频信号处理T型滤波器可以用于音频信号处理,例如音频放大器中的低频放大电路。
在音频系统中,低音部分通常需要进行放大和增强,而高音部分则需要被抑制。
通过调整T型滤波器的参数,可以实现对不同频率范围内的声音进行选择性处理。
3.2 噪声滤除T型滤波器也可以用于噪声滤除。
在某些情况下,输入信号中可能包含一些不需要的噪声成分。
微波天线阻抗匹配设计实现技巧微波天线是指工作频率在GHz级别的高频天线。
由于其频率高,波长短,具有高方向性、窄束宽、高增益等特点,因此广泛应用于雷达、卫星通信、无线通信、导航等领域。
在微波天线系统中,阻抗匹配是一个非常重要的问题。
本文旨在介绍微波天线阻抗匹配设计实现的技巧。
一、阻抗匹配的原理微波天线阻抗匹配的原理是利用衰减器、匹配器等网络来调节电路的阻抗,使其满足匹配条件。
匹配条件为负载阻抗等于传输线特性阻抗,可表示为:ZL=Z0,其中ZL是负载阻抗,Z0是传输线特性阻抗。
阻抗匹配可以使微波天线的输出功率最大化,提高整个系统的性能。
二、常用的阻抗匹配方法1. L匹配网络法L匹配网络法是最常用的阻抗匹配方法之一。
该方法利用L型网络匹配器的等效电路来实现阻抗匹配。
其原理是在传输线中插入一个L型网络匹配器,使其电气长度等于1/4波长。
通过调整L型网络中的电感和电容,可以使输入阻抗匹配到50Ω,使得传输线和天线之间的阻抗得到匹配。
2. T匹配网络法T匹配网络法使用T型电路来进行阻抗匹配。
在传输线上插入T型网络,将其电气长度设为3/8波长,调整T型网络中的电容和电感,从而实现阻抗匹配。
该方法具有匹配宽带、阻抗匹配较好等优点。
3. C匹配网络法C匹配网络法是利用C型电路进行阻抗匹配的方法。
在传输线上插入C型网络,将其电气长度设为5/8波长,调整C型网络中的电容和电感,实现阻抗匹配。
该方法适用于匹配某些特殊的阻抗。
三、阻抗匹配设计实现技巧1. 选择适当的传输线特性阻抗传输线特性阻抗是决定输入输出阻抗的重要因素,应该根据实际应用选择合适的传输线特性阻抗。
常用的传输线特性阻抗有50Ω、75Ω、100Ω等,其中50Ω是最常用的特性阻抗。
2. 调整传输线长度传输线长度的调整可以改变阻抗值和相位,因此可以通过调整传输线长度实现阻抗匹配。
根据阻抗值的大小和相位的方向来进行调整。
3. 选择合适的衰减器和匹配器衰减器可以用于调节复杂阻抗的阻抗值。
第二次电子版作业题目:用multisim仿真软件设计心电图电路中双T型50HZ陷波器滤波电路(有源滤波器)。
一、电路介绍及参数计算1、最基本双T型结构陷波器又称带阻滤波器,用于抑制或衰减某一频率段的信号,而让该频段外的所有信号通过。
在进行心电图测量时,常会受到周围50HZ工频干扰,或者由于电极和皮肤接触不良导致严重的50HZ工频干扰使得无法记录心电图,为抑制此类干扰常使用陷波器。
图1 双T网络如图1所示,为典型的RC双T网络,由RC低通滤波器和RC高通滤波器并联而成。
从原理上说,一个截止频率为f1的低通滤波器与一个截止频率为f2的高通滤波器并联在一起,满足条件f1<f2时,即组成带阻滤波器。
当输入信号通过电路时,凡是f<f1的信号均可从低通滤波器通过,凡是f>f2的信号均可以从高通滤波器通过,只有频率范围在f1<f<f2的信号被阻断。
双T网络各器件的值满足如下关系:C1=C2=C,C3=2C;R1=R2=R,R3=1/2R。
上图电路满足如下电路方程式(V1-V2)sC1 = 2V2/R3+( V2-V4)sC2(V1-V2)/R1 = (V3-V4)/R2+V3sC3(V3-V4)/R2 + ( V2-V4)sC2 = 0通过以上四式可得到V4 V1= C2R2s2+1C2R2s2+4CRs+1可以看出上式满足典型的二阶系统特性,所以可得ω0= 1RC2β= 4RCQ = ω02β= 14由于无源双T网络的输入阻抗较小,输出阻抗较大,容易受到电路前后级的影响,特性不是很好,Q值较低,不宜直接使用,通常在双T网络基础上采用运放加上适当反馈构成实用的有源双T陷波器。
2、双T型50HZ陷波器滤波电路(有源滤波器)图2 双T型有源陷波器滤波电路如图2所示,50HZ有源陷波器滤波电路由两个运放和双T陷波器组成,同时引入负反馈改善选频作用,运放U1既提供反馈环路的增益,同时又起到对双T网络隔离的作用。
t型低通滤波电路T型低通滤波电路是一种常用的电子电路,用于滤除信号中的高频成分,只保留低频信号。
它由电容、电感和电阻组成,具有简单、实用的特点,广泛应用于各种电子设备中。
T型低通滤波电路的原理是基于电容和电感的特性。
电容器具有阻止直流通过的特性,而对交流信号具有导通作用。
电感器则具有对交流信号具有阻碍作用,而对直流信号具有导通作用。
当交流信号通过T型低通滤波电路时,高频成分会被电容器和电感器共同阻碍,从而实现滤波的效果。
在T型低通滤波电路中,电容器和电感器的数值是关键。
电容器的数值越大,对高频信号的阻碍作用越强,滤波效果越好。
而电感器的数值越大,对低频信号的阻碍作用越强,滤波效果也越好。
因此,在设计T型低通滤波电路时,需要根据具体的需求选择合适的电容和电感数值。
除了电容和电感的数值,电阻也是T型低通滤波电路中的一个重要参数。
电阻的数值决定了电路的阻尼特性,即信号通过电路时的衰减程度。
当电阻的数值较大时,信号的衰减程度也会增加,从而提高滤波效果。
但是,电阻数值过大会导致信号衰减过大,影响到所需保留的低频信号。
因此,在选择电阻数值时需要权衡滤波效果和信号保留的需求。
T型低通滤波电路的应用非常广泛。
在音频设备中,T型低通滤波电路常用于去除音频信号中的杂音和干扰,提高音质。
在通信设备中,T型低通滤波电路可以用于滤除高频噪声,提高通信质量。
在电源供电电路中,T型低通滤波电路可以用于滤除电源中的纹波和噪声,保证电路的稳定工作。
T型低通滤波电路是一种简单实用的电子电路,通过电容、电感和电阻的组合,可以滤除信号中的高频成分,只保留低频信号。
它具有广泛的应用领域,并且可以根据具体需求进行调整和优化。
无论是在音频设备、通信设备还是电源供电电路中,T型低通滤波电路都扮演着重要的角色,帮助提高信号质量和设备性能。
T型电阻衰减电路
一.性能指标:
《1》设计一个T型电阻衰减电路
要求衰减倍数-40db
在0-50MHZ频率范围内衰减倍数基本不变
《2
用电阻并联后分压的方式,也可以避免使用大电阻分压对衰减网络的性能
产生影响;另外,T型电阻衰减网络设计简单,易于计算,所以在电阻分
压时经常被使用。
方案一高频T型电阻衰减网络
题目要求设置衰减增益为-40dB,输入输出阻抗为与外部仪器阻抗匹配,因为要测试比较高的频率(0--50MHZ),用普通的示波器和信号发生器与电路的连接
线会对测试结果产生很大影响(如普通的信号源连接线会等效为几十pf
的电容,与电路中的电阻构成一个频率较高的低通滤波,会在频率高时对
电路产生衰减作用),因此要用到射频头和射频线。
因为射频线的特性阻
抗是50Ω,所以射频线特两端的电阻阻值必须为50Ω,所以限制了T 型
网络的输入输出阻抗,从而限制了衰减倍数。
所以说要实现更高频率的衰
三.<1>R ’=RI 示
由阻抗关系可得
)o 2//(31R R R R RI ++=-------------------------------------------(1) )I 1//(32o R R R R R ++=--------------------------------------------(2) 又根据电路输入电压和输出电压关系可得
RI
R1RI UI -2)31(+⨯=⨯+⨯+Uo R RI UI R UI RI R RI ----------------------(3) 由(1)(2)(3)关系式可推出
RI UI
Uo Ro RI UI Uo
RI
UI Uo Ro RI R --⨯⨯-⨯=12)1(122-------------------------------(4) o 12)1(22
2
R UI Uo Ro RI UI Uo RI UI Uo R --⨯⨯⨯-=------------------------------------(5) 2322⨯⨯=Uo RI UI Uo RI R -----------------------------------------------------(6) <2>图1(7) 1o 222
-⨯=UI
Uo UI
R R )
<3>高频T 型电阻衰减网络设计
由上可以知道,要设置输入阻抗RI=R ’=50Ω,(R ’为信号源内部固定阻抗,与输入阻抗匹配),要设置Ro//RL+R4=50Ω,(实现与射频线匹配)为了方便计算,这里我们取Ro=50,则RL=Ro=50Ω(负载与输出阻抗匹配),可推出R4=25Ω
图3
先已知RI=Ro=50Ω,衰减倍数Au1=-40db,由公式(4)(5)(6)
可推出
R1=R2=49.01Ω
R3=1Ω
<4>
<1>
1.高频
减-40db.
2.低频T型电阻衰减网络
下图是输入幅值为10V(峰峰值20V),频率为1kHZ,50KHZ,300KHZ,1MHZ的交流信号
上图为仿真出来的输出波形(输入为绿色,输出为黄色),输入波形的频率为0—1Mhz 范围内,峰峰值为20V,输出波形的峰峰值均值为20mv
.综上现象可以知道,该T型分压衰减网络可以实现在0-1MHZ频率范围内,实现对信号衰减-60db.
<2>实物电路图及结果分析
1.高频T型电阻衰减网络
下图是输入一个峰峰值为2.5V,频率分别为100hz、10khz、1Mhz、20Mhz、50Mhz、80Mhz
,
2.低频T型电阻衰减网络
下图是输入一个峰峰值为20V,频率分别为100hz、10khz、50khz、100khz、200khz 的正弦波,通过T型衰减网络,其输出波形如下所示
由上可知,频率在0—200kHZ,输入电压峰峰值UI=20V,经过该低频T型电阻衰减网络后,输出波形的峰峰值分别为27.4mv、27.0mv、26.0mv、26.2mv、27.0mv范围内,无失真,变化幅度小于2mv
则输出电压为Uo=mV U 72.2650.272.260.260.274.27o =++++=
衰减倍数db 5.57)2072.26(log 20log[202-===V
mV UI Uo A U 输入功率W V V RI UI PI 05.010*******)22(
22=⨯⨯==Ω 输出功率mW V V Uo Po 0089.0m 9.25m 9.25)22(
22=⨯== 1、抗是答;2.反射是指在电路中由于拐角,过孔,元件引脚,线宽变化,T 型引线等阻抗发生突变,就会有部分信号沿传输线反射回源端。
表征这一现象的最好的量化方法就是使用反射系数,反射系数是指反射信号与入射信号幅值之比,其大小为:(Z2-Z1)/(Z2+Z1)。
Z1是第一个区域的特性阻抗,Z2是第二个区域的特性阻抗。
当信号从第一个区域传输到第二个区域时,交界处发生阻抗突变,因而形成反射
例如,图a 左边是T 型网络的输出端并联一个负载,右边是一个射频线。
设射频
线的特性阻抗为Z1=50Ω,而射频线左边区域的特性阻抗为Z2=RL//Ro=25Ω,由于Z ,阻抗不匹配,所以电路中会出现反射现象
2
1Z
反射系数=(Z2-Z1)/(Z2+Z1)=(50-25)/(50+25)=33.2%
输入电压为1.25V
则电压反射量=1.25*33%=0.41
图
-40db,
《1
1.
2.
3.方案设计时只采用了对称T型网络,未采用非对称T型网络
《2》实验注意事项
(1)在设计高频T型电阻衰减网络PCB时,要保持地的完整性,信号线距离要短,
减少弯曲
(2)在设计电路时,尽量选择阻值较小的电阻,否则会产生噪声等
(3)用射频线时,要保证射频线两侧的特性阻抗阻值相等
《3》心得体会
通过做这次T型衰减网络,我收获颇大,
一.我学会设计非对称和对称型T型网络内部阻值大小;
二.我学会如何设计高频网络的PCB板及要注意的问题,如要在信号线两边过孔,信号线尽量不要弯曲,过孔,要尽量短。