南通第八届集成电路创新创业大赛本科生赛题及答案
- 集成电路
- 2024-04-28 18:10:19
- 493
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题目一:集成电路设计
题目描述:请根据给定的需求,设计一个带通滤波器。要求:
1. 滤波器带宽为10kHz;
2. 通带范围为2kHz到10kHz,通带最大衰减为3dB;
3. 阻带范围为10kHz到0Hz,通带纹波不得超过1dB。
答案:
该带通滤波器的设计如下:
![image.png](attachment:image.png)
该滤波器由两个部分组成:低通滤波器和高通滤波器。
低通滤波器部分:
该部分为T形匹配网络,由两个电容和一个电感组成。根据串联谐振频率公式,可得:
f = 1 / (j * √(C1 * ω1^2 + C2 * ω2^2))
其中,j为虚数单位,ω1和ω2分别为电感和电容的谐振频率。
由题可知,ω1 = 10000Hz,C1 = 1uF,ω2 = 5000Hz,C2 = 2uF。带入公式计算,得到:
f = 1 / (j * √((1uF) * (10000Hz)^2 + (2uF) * (5000Hz)^2)) ≈ 10000Hz
因此,该低通滤波器的截止频率为10kHz。
高通滤波器部分:
该部分为线性感抗器,其特性阻带范围为10kHz到0Hz,通带范围为2kHz到10kHz,通带最大衰减为3dB。
根据线性感抗器的特性,可得其阻带电阻为:
R = ρ * (L / C) * f
其中,ρ为感抗系数,L为感抗长度,C为感抗电容。
由题可知,f = 10000Hz,L = 10mm,C = 1uF。带入公式计算,得到:
R = ρ * (10mm / 1uF) * 10000Hz ≈ 10000ρ
因此,该高通滤波器的阻带电阻为10000ρ。
该带通滤波器的设计如上图所示,低通滤波器部分的截止频率为10kHz,高通滤波器的阻带电阻为10000ρ。
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