应用电子学实验讲义(I)

《应用电子学实验讲义(I)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、應用電子學實驗講義（I）實驗五濾波電路零件電感10mH一枚；電阻10kW三枚；1kW、4.7kW各一枚；電容0.01mF、0.1mF、4.7mF各一枚；OPAmp.LF411一枚。目的瞭解及測試有源（active）及無源（passive）濾波電路。相關知識(1)基本交流電路理論及BodePlot(2)一階及二階被動（無源）濾波器。(3)簡易主動（有源）濾波器。reading請同學複習一下補充資料（三）、（四）及（五）。程序＜零＞本實驗均使用示波器探針的x10檔。將示波器的探針(CH1及CH2)調在10x檔，依

2、照補充資料（五）或（二）中之方法調整你的探針，使他們在最好的工作狀態。這時示波器上的讀值需x10才是真正值。＜一＞無源（passive)RC一階低通濾波器(Low-PassFilter)：LP濾波器電路如下：無源低通濾波器"Waitaminute!"，這電路我們在實驗二才測試過嘛！怎麼又要量一次，只是換個名字，換湯不換藥！？Well，我只能希望你做完這步驟的測試時即能瞭解為什麼要“再做一次”。實驗五之1應用電子學實驗講義（I）(1)V用振幅為10V正弦波輸入，頻率由100Hz掃到100kHz，在100,200

3、,400,700,in1k,2k,4k,7k,10k,20k,40k,70k及100kHz頻率，仔細測量V之大小及V和V之outoutinVVoutout間的相位差，畫出BodePlot（包括用dB表示，之相位用“度”表示，橫VinVin軸為logf）。(2)此濾波器之-3dB頻率（f或簡寫為f）為何？在f時，V和V之相位差-3dB3dB3dBoutin為多少？Note:1.相位量法ΔTVin(ch1)DTF=´360°(or2p)TIMETVout(ch2)TVout2.在f3dB時，=0.707Vin(3

4、)負載效應：在此濾波器之輸出端（即Vout）加上一個10kW的電阻到地（Ground），重複步驟(1)和(2)。＜二＞無源RC一階高通濾波器(High-PassFilter)：HP濾波器只要將上面LP濾波器電路中之R和C對調即可：高通濾波器重複程序（一）中步驟(1)到(3)。這時之相位差可能是負的。＜三＞有源（active）低通濾波器：下圖為利用OPAmp.所設計的簡單有源低通濾波器，同學可參考課本（N.R.Malik）的第80到84頁。記得OPAmp.要接直流電源（±15Volts）。重複程序一之步驟(1)

5、~(3)。實驗五之2應用電子學實驗講義（I）有源低通濾波器＜四＞有源高通濾波器：下圖為利用OPAmp.所設計的簡單有源高通濾波器有源高通濾波器0.01μ重複程序一之步驟(1)~(3)。＜五＞帶通濾波器(Band-PassFilter)：下圖是由簡單RLC共振電路所構成之BP濾波器：帶通濾波器Vout(1)V之頻率由400Hz掃到40KHz，記錄及相位差，畫出BodePlot。inVinLHLH(2)你會發現有兩個f，我們記做f及f，如圖。找出f，f及f。3dB3dB3dB03dB3dBHLLHf-f我們稱為帶

6、寬(Bandwidth)，此電路帶寬多大？找出在f，f及f時3dB3dB03dB3dBV和V之相位差。outin實驗五之3應用電子學實驗講義（I）VoutVin10.707BWLHf3dBf0f3dBlogf(3)假如把電路中併聯之L及C改為串聯，即：重複步驟(1)、(2)，結果有何不同？＜六＞阻隔電容(BlockingCapacitor)：最後我們來測一個奇怪有趣的電路：＊注意電容之極性！V用1KHz振幅為2V之弦波輸入，V為何？注意V之DC成分。改變V之直流inoutoutin成分（例如V之DCoffse

7、t調為+1V或-1V）對V有沒有影響？這個電路中的電inout容有什麼功用？實驗五之4應用電子學實驗講義（I）問題與討論*1.由程序一的步驟(1)所得的BodePlot，在f3dB以上的部份，輸出振幅以何斜率（dB/Dec）衰減？你所得的f3dB和理論值相符嗎？相位呢？2.程序一的步驟(3)的結果和前面沒有負載的情形有何不同？為什麼？*3.由程序二的步驟(1)所得的BodePlot，在f3dB以下的部份，輸出振幅以何斜率（dB/Dec）衰減？你所得的f3dB和理論值相符嗎？相位呢？4.程序二的步驟(3)的結果

8、和前面沒有負載的情形有何不同？為什麼？5.程序三和四的結果和程序一和二的有何不同？為什麼？（請特別注意負載效應）6.程序五中電感電容並聯的結果和二者串聯的有何不同？請解釋。*7.程序六中的電容有何功用？ENDOFEXP.5實驗五之5