《有源滤波器》word版

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1、实验十一有源滤波器一、实验目的1、掌握有源滤波器的构成及其特性。2、学习有源滤波器幅频特性的测量方法。二、实验仪器1、双踪示波器2、信号发生器3、数字万用表4、交流毫伏表5、直流电源。三、实验原理及测量方法有源滤波器又称作有源选频电路，通常用集成运放和电阻，电容网络结构。它的作用是让指定频段信号通过，而将其余频段信号加以抑制或大幅度衰减。分低通、高通、带通、带阻等电路。1、低通滤波电路低通滤波器是指通过低频而抑制高频信号的滤波器，如图1所示为二阶低通滤波器。图1低通滤波器传输函数根据上式可知，当Q取不同值，可使电路的频率特性具有不同的特点。一般Q取0.7即可。82、

2、高通滤波器高通滤波器的功能是使频率高于某一数值（如）的信号通过，而低于的信号不能通过。图2电路为二阶高通滤波器。图2高通滤波器其频率特性为：3、带通滤波器带通滤波器可由低通滤波器和高通滤波器构成，也可以直接由集成运放外加RC网络构成，不同的构成方法，其滤波特性也不同。带通滤波器的功能是让指定频段内的信号通过，而衰减其他频段的信号。4、带阻滤波器带阻滤波器又称陷波器，它衰减指定频段的信号，而让其它频段的信号通过。带阻滤波器可由低通电路和高通电路构成，也可由集成运放外加RC网络构成。常用的带阻滤波器是由双T网络构成，如图3所示。8图3带阻滤波器其频率特性为：阻带宽度四、

3、实验内容及步骤1、低通滤波器连接图1实验电路，接通电源，将信号发生器的输出接入实验电路的输入，并使其输出为1V的正弦信号，改变输入信号的频率，用交流毫伏表测出输出电压值Uo，并记录有表格中，从而测出电路的幅频特性。在测量过程中，要保持输入电压不变。2、高通滤波器按照实验内容1的测量方法，测量图2高通滤波器的幅频特性。3、带阻滤波器测量图3带阻滤波器的幅频特性，并测出电路的中心频率和通频带。五、实验结果及分析1、低通滤波器连接图1实验电路，接通电源，将信号发生器的输出接入实验电路的输入，并使其输出为1V的正弦信号。保持输入电压不变，改变输入信号的频率，测得电路的幅频特

4、性曲线如下图所示：8仿真结果：上限截止频率实验中，用交流毫伏表测出输出电压值Uo如下表所示：f(Hz)5101520253035Uo(V)1.261.201.201.171.020.890.72f(Hz)405060708090100Uo(V)0.600.410.300.220.180.140.11由上表观察可知，电路的上限截止频率理论计算可得上限截止频率实验测试值、仿真测量值与理论计算值对比如下表所示：实验测量值仿真测量值理论计算值3031.7933.86误差计算：实验误差仿真误差2、高通滤波器连接图2实验电路，接通电源，将信号发生器的输出接入实验电路的输入，并使

5、其输出为1V的正弦信号。保持输入电压不变，改变输入信号的频率，测得电路的幅频特性曲线如下图所示：8仿真结果：下限截止频率实验中，用交流毫伏表测出输出电压值Uo如下表所示：f(Hz)507090110130150170190Uo(V)0.080.140.230.340.460.580.720.78F(Hz)210220230240250270290310Uo(V)0.810.890.930.960.991.021.051.08f(Hz)330350370390410430Uo(V)1.091.091.111.131.131.13由上表观察可知，电路的下限截止频率理论计

6、算可得下限截止频率实验测试值、仿真测量值与理论计算值对比如下表所示：实验测量值仿真测量值理论计算值210246.35234.05误差计算：实验误差仿真误差1、带阻滤波器连接图3实验电路，接通电源，将信号发生器的输出接入实验电路的输入，并使其输出为1V的正弦信号。保持输入电压不变，改变输入信号的频率，测得电路的幅频特性曲线如下图所示：8仿真结果：上限截止频率下限截止频率阻带宽度中心频率实验中，用交流毫伏表测出输出电压值Uo如下表所示：f(Hz)1020304050607080Uo(V)0.680.540.340.120.080.200.280.36F(Hz)90100

7、110120130140160180Uo(V)0.420.460.490.520.550.570.600.62f(Hz)200250300350400450500550Uo(V)0.640.670.690.700.710.720.720.72由上表观察可知：上限截止频率下限截止频率阻带宽度中心频率理论计算可得：中心频率阻带宽度实验测试值、仿真测量值与理论计算值对比如下表所示：实验测量值仿真测量值理论计算值5050.2249.8090102.9999.608误差计算：实验误差-----中心频率阻带宽度仿真误差-----中心频率阻带宽度1、带通滤波器要求：设计中心频