有源濾波器電路運(yùn)用設(shè)計(jì)要求：

一、有源濾波器設(shè)計(jì)要求：

水聲接收機(jī)是水聲通信工程中的重要部分,而接收機(jī)中的有源濾波器又有著至關(guān)重要的作用。為得到較好的濾波效果,要求有源濾波器在通頻帶內(nèi)的頻率響應(yīng)平坦,最大增益接近0dB,噪聲小(一般水聲接收機(jī)在動(dòng)態(tài)增益為20dB時(shí),接收機(jī)輸人端等效輸入噪聲譜級(jí)指標(biāo)為Nin≤10nw/VHz)。這里以多波速側(cè)掃聲吶的有源濾波器設(shè)計(jì)要求為例，以前面介紹的兩種不同濾波電路實(shí)現(xiàn)原理設(shè)計(jì)，并對(duì)這兩種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣性進(jìn)行比較。

多波束側(cè)掃聲吶有源濾波器的設(shè)計(jì)要求為:

(1)有源濾波器類型為巴特沃斯帶通有源濾波器；

(2)最大增益A在士1dB范圍內(nèi)；

(3)中心頻率F=450kHz士1%；

(4) -3dB帶寬B_3=60 kHz士1%；

(5) -40dB帶寬B_so≤240kHz；

(6)矩形系數(shù)≤4；

(7)通頻帶內(nèi)增益起伏盡可能平坦；

(8)有源濾波器輸出端等效噪聲譜級(jí)盡可能??；

(9)設(shè)計(jì)電路時(shí)所用的元件必須符合工業(yè)標(biāo)稱值。

二、運(yùn)用第一種二階有源濾波電路設(shè)計(jì)有源濾波器：

方案一為運(yùn)用第一種二階有源濾波電路設(shè)計(jì)有源濾波器。設(shè)計(jì)時(shí),運(yùn)放采用輸出噪聲較低的LT6235芯片，電阻采用E-96系列的誤差在土1%的精密電阻，電容采用E24系列的誤差在士5%的精密電容。有源濾波器各級(jí)參數(shù)與元件標(biāo)稱值見表3,有源濾波器設(shè)計(jì)原理圖及有源濾波器參數(shù)見圖5圖10。

在通帶內(nèi)等間隔采樣600個(gè)頻點(diǎn)，得到其噪聲特性數(shù)據(jù)并保存為數(shù)據(jù)文件,然后使用數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行坐標(biāo)變換,得到通頻帶內(nèi)噪聲譜級(jí)見圖1l。

進(jìn)一步對(duì)圖11中的曲線取平均值程序?yàn)?>>nf =load(6235.txt)；f=nf(:,1)；n= nf(:,2)；sqrtf=sqrt(f)；tempfl=sqrtf(1:599)；tempf2-sqrtf(2:600)；delta _sqrtf= tempf2- tempfl；tempnl n(1:599)；tempn2-n(2:600)；med_ n=0.5*(tempnl + tempn2)

average n rot90(med_ n)*delta ,sqrtf/(sqrtf(600)-sqrtf(1))

計(jì)算得到通帶內(nèi)噪聲譜級(jí)平均值average n =5.0065e007=500.65nV/Hz5

三、運(yùn)用第二種二階有源濾波電路設(shè)計(jì)有源濾波器：

方案二為運(yùn)用第二種二階有源濾波電路設(shè)計(jì)有源濾波器。設(shè)計(jì)時(shí),采用有源濾波器芯片LT1568進(jìn)行原理設(shè)計(jì)。其中:C=105.7pF,C2=141.3pF,電阻采用E-96系列的誤差在土1%的精密電阻4，電容采用E24系列的誤差在士5%的精密電容。有源濾波器各級(jí)參數(shù)與元件標(biāo)稱值見表4,有源濾波器設(shè)計(jì)原理圖與有源濾波器參數(shù)見圖12-圖17。

在通帶內(nèi)等間隔采樣600個(gè)頻點(diǎn),得到其噪聲特性數(shù)據(jù)并保存為數(shù)據(jù)文件,然后使用數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行坐標(biāo)變換,得到通帶內(nèi)噪聲譜級(jí)見圖11。

進(jìn)一步對(duì)圖11中的曲線取平均值程序?yàn)?>>nf=load('1568. txr)；f=nf(,1)；n= nf(:.2)；sqrtf=sqrt(f)；tempf1 = sqrtf(1:599)；tempf2 =sqrtf(2600)；delta._sqrtf= tempf2- tempfl；tempnl=n(1:599)；tempn2= n(2；600)；med_ n=0.5 * (tempnl + tempn2)；average.n= rot90(med_,n) * delta_ ,sqrtf/(sqrtf( 600)- sqrtf(1))；

計(jì)算得到通帶內(nèi)噪聲譜級(jí)平均值average.n=4.7878e-007=478.78nV/Hz95。