第二周学习

学习

（一）、低通滤波器

1、原理（为什么方波经过低通滤波器变成了正弦波）

傅里叶变换对于f（t）来说，只要f（t）是周期的，则一定可以将f（t）拆解为一系列正弦函数与余弦函数相加。

傅里叶变换的本质在于用原始信号分别和一组正弦波和一组余弦波做相关性运算，看原始信号和那些正弦波相关和那些余弦波相关

方波由很多正弦波组成

（0相位）

当w过大时，阻抗Z变小则直接接地，则电容会阻碍高频信号流过；同理电感会阻碍低频信号流过

并联在电路中的电容则构成了低通滤波器，可以滤过输入信号的高平成分

理想合理设计之后会将正弦波除频率与原信号相同以外的全部滤掉，从而变成了正弦波

2、一阶电路（同向输入端）

根据虚短和虚断来求各点的参考值

分母中s的最高指数为1，因此为一阶滤波器

3、简单二阶电路

一阶滤波器过渡带较宽，幅频特性的最大衰减斜率仅为-20dB/十倍频。增加 RC环节，可以加大衰减斜率，使过渡带变窄

仍需借助虚短和虚断来进行参数分析

通带截止频率：是滤波器通带与阻带的分界频率，指信号幅度下降到通带增益的0.707倍（功率减半，对应-3dB）时的频率，用于划分信号能通过和抑制的频率范围。

衰减斜率（滚降率）：滤波器在截止频率fp之后，幅值随频率增加而下降的速率，单位常用dB/oct （倍频率）或dB/dec（十倍频程）

（二）音频功率放大电路

LM386低电压音频功率放大器

最简单电路（增益20倍）：

隔直通交，防止直流流入扬声器（只有交流才会使扬声器工作）

（三）、嘉立创EDA的使用

1、原理图左下角副边篮

2、上方栏

布局可以进行对齐操作；Q可切换单位

赛教融合

（一）、改进

1、目的

用555定时器制作一个放波发生器，1Khz~1.5Khz指定频率，占空比在40~60

指定1KHZ

2、电路

3、波形

4、计算以及优点

C选取100nF

计算可得R1+R2=14427欧姆

分别选取2个4.7KΩ电阻，和一个5kΩ可调电位器

优点在于占空比可调且调试更加简单，可轻松得到想要占空比，频率固定在1Khz左右

（二）、仿真

1、基于LM358所做的低通滤波器的仿真

目的：将正弦波滤为方波（输入为1000hz的方波）

初步计算C=10nF R=3.9KΩ 可计算得特征频率f0约为4000HZ fp=0.37f0约为1500HZ（f0=1/2ΠRC）

但是波形失真严重

而我将C改为100nf，R不变时，特征频率和截止频率均变为原来的1/10

波形更加接近正弦波

R改为100kΩ时

波形根本更加接近正弦波，这让我意识到波形失真的原因在于截止频率设置得太高导致对高频信号的过滤效果较弱，使得波形严重失真，改变参数的过程实际是降低截止频率的过程，使得谐波大幅被压制，波形逐渐圆润。

当我将R改为1kΩ，C改为2μF时，我近乎得到了完美的正弦波

到这里有有个问题困扰了我，最开始我的截止频率在1500HZ左右却并没有滤掉高于1500HZ的谐波，不断降低直至其远低于我想要的频率时，波形近乎为正弦波，那这是否意味着我根本就不用计算特征频率和截止频率，只要他们够低就可以了？

在下一部的电压放大又出了问题

进行放大后我死活得不到发到后的输出波形，但是在将其改为电压跟随器之后却可以正常的输出

机缘巧合之下我在R6与地之间加了一个2μF的电容，却得到了放大后的波形

通过询问AI我认为加了C5之后可能使环路直接稳定，退出了饱和区，零点被牢牢锁死，运算退出了饱和区，回到了线性放大区；或者是它打通了交流信号的传输路径，同时保护了直流偏置不被破坏。