有源滤波电路——低通和高通滤波器

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1、实用标准文案实验报告实验名称：有源滤波电路——低通和高通滤波器实验类型：__综合实验___一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的1.掌握有源滤波电路的基本概念，了解滤波电路的选频特性、通频带等概念，加深对有源滤波电路的认识和理解。2.用Pspice仿真的方法来研究滤波电路，了解元件参数对滤波效果的影响。3.根据给定的低通和高通滤波器结构和元件，分析其工作特点及滤波效果，分析电路的频率特性。4.分别利用低通和高通滤波器搭建带通和带阻滤波器电路，观察和

2、分析其输出波形特点，分析电路的频率特性。装订线二、实验原理1.低通滤波器电路图1所示为无限增益多路反馈低通滤波器电路，它是一种非常通用的具有反相增益的滤波器，具有结构简单、特性稳定、输出阻抗低的特点。电路的传递函数为：其中：，，低通滤波器的设计截止频率为6kHz，增益为2，各元件参数为：C=0.01μF，C1=0.0015μF，R1=4.28（4.3）kΩ，R2=8.57（8.2）kΩ，R3=5.49（5.6）kΩ。其中电阻值分别表示为设计值和实际元件标称值（括号内）。2.高通滤波器电路精彩文档实用标准文案电路的传递函数为：其中：，，高通滤波器的设计截止频率为10kHz，增益为2

3、，各元件参数为：C=0.01μF，C1=0.005（0.0047）μF，R1=1.5kΩ，R2=9.38（9.1）kΩ。其中元件值分别表示为设计值和实际元件标称值（括号内）。3.带通和带阻滤波器分别将图1和图2所示低通和高通滤波器级联，可以得到一个带通滤波器，如图3(a)所示；将低通和高通滤波器的输出波形相加，可以得到一个带阻滤波器，如图3(b)所示。精彩文档实用标准文案一、主要仪器设备1．信号源2．动态实验单元——滤波器组件3．可存储式数字示波器二、实验任务实验任务包括两大部分，首先利用PSpice软件进行仿真实验（任务1、2），然后进行操作实验（任务3、4和5）。1．利用PS

4、pice软件，对给出的低通和高通滤波器的工作特性进行仿真分析。输入信号选择幅值为1V，f=1KHz的方波电压。观察一个方波信号分别通过低通和高通滤波器后，波形和谐波成分的变化。2．利用PSpice软件进行仿真分析，将低通和高通滤波器级联为带通滤波器、相加为带阻滤波器，输入信号选择幅值为1V，f=1KHz的方波电压，观察一个方波信号分别通过带通滤波器和带阻滤波器后，波形和谐波成分的变化。3．使用Um=1V，f=1KHz的方波电压信号源输出，连接到动态电路板的输入端，将激励源和低通滤波器、高通滤波器的输出端分别连至示波器的两个输入口YA和YB，这时可在示波器的屏幕上同时观察到激励与响

5、应的变化规律。观察并记录此时的输出信号的变化；对滤波后的信号作fft分析，观察信号中谐波成分的变化情况。4．将低通和高通滤波器级联，实现带通滤波器的功能；将低通和高通滤波器输出信号相加，实现带阻滤波器的功能。输入信号选择幅值为1V，f=1KHz的方波电压，观察并记录此时的输出信号的变化；对滤波后的信号作fft分析，观察信号中谐波成分的变化情况。5．使用正弦电压信号源输出，绘制低通和高通级联而成的带通滤波器的幅频特性图。6．选做内容：将可调电阻接入反相加法器的反馈回路，定性地观察当此电阻变化时，加法器输出信号的变化。7．选做内容：使用Um=1V，f=1KHz的方波电压信号源输出，将

6、三个带通滤波器的输出连接到同相加法器的输入端，观察并记录同相加法器输出端信号，并对此信号分别作fft分析，观察信号中谐波成分的变化情况。精彩文档实用标准文案五、实验数据记录和处理1、仿真实验（1）低通滤波器：FFT：幅频特性：精彩文档实用标准文案（2）高通滤波器：FFT：幅频特性：精彩文档实用标准文案（3）带通滤波器：FFT：幅频特性：精彩文档实用标准文案（4）带阻滤波器：FFT：幅频特性：精彩文档实用标准文案2、实际操作实验（1）低通滤波器：FFT：（2）高通滤波器：精彩文档实用标准文案FFT：（3）带通滤波器：FFT：精彩文档实用标准文案（4）带阻滤波器：FFT：（5）使用正

7、弦电压信号源输出，绘制低通和高通级联而成的带通滤波器的幅频特性图。精彩文档实用标准文案数据：f（kHz）U(V)1.82870.1332.56210.2433.09110.3363.72720.4514.44520.5645.23480.6485.57620.6675.91210.6766.11570.6776.36270.6746.64320.668f（kHz）U(V)7.21450.648.06660.588.53080.5439.04090.5029.37410.4749.