7.有源滤波器设计实验

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1、电气工程学院实验名称：有源滤波器设计实验课程：电路与电子技术实验2课程号：101C0330学期：2018春夏学期任课教师：沈连丰涉戸乂唆实验报告专业：电气工程及口动化姓名：口汉林学号：3160103033日期：星期一下午地点：东3-212桌号A4课程名称：电路与电子技术实验2指导老师:沈连丰成绩:实验名称：有源滤波器设计实验实验类型：练习型一、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、实验目的和要求1.掌握有源滤波器的分析和设计方法。2.学习有源滤波器的

2、调试、幅频特性的测量方法。3.了解滤波器的结构和参数对滤波器性能的影响。4.用EDA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。二、实验内容和原理实验原理：1.传递函数Av（s）:反映滤波器增益随频率的变化关系，也称为电路的频率响应、频率特性。2.通带增益血p:为一个实数。（针对LPF）、（针对HPF）、（针对BPF）、（针对BEF）。3.固有频率f0:也称自然频率、特征频率，其值由电路元件的参数决定。4.通带截止频率心：滤波器增益下降到其通带增益人卩的0.707倍时所对应的频率（也称-3dB频率、半功率点、上限频率（轴、.用）或下限频率（如、./L）。5.

3、品质因数Q：反映滤波器频率特性的一项重要指标，不同类型滤波器的定义不同。例如，在低通和高通滤波器中，定义为当时增益的模与通带增益之比。实验内容:1•设计一个简单的二阶、有源、低通滤波器（LPF,同相型），并测量其幅频特性。2.设计一个简单的有源、低通滤波器（LPF,同相型），并测量其幅频特性。3.设讣一个二阶、有源、压控型（单一正反馈支路）、低通滤波器（LPF,同相型），并测量其幅频特性。4.设计一个二阶、有源、多路负反馈型、低通滤波器（LPF,反相型），并测量其幅频特性。三、主要仪器设备1•集成运算放大器LM3582.电阻电容等元器件3.MY61数字万用表4.示波器5

4、.函数信号发生器四、操作方法和实验步骤1、实验内容(1)在实验板上安装所设计的电路。(2)有源滤波器的静态调零。(3)测量滤波器的通带增益人卩、通带截止频率Tpo(4)测量滤波器的频率特性(有条件时可使用扫频仪)。(5)改变电路参数，研究品质因数。对滤波器频率特性的影响。2、设计一个二阶有源低通滤波器。具体要求如下：⑴通带截止频率：厶二1kHz；(2)通带增益：人卩=1〜2；(3)品质因数：Q=0.707；(4)集成运放选用LM358,电容选用0」〜O.OlpF,电阻控制在kQ〜MQ数量级。3、有源低通滤波器的调试方法(1)定性检查电路是否具备低通特性在输入端加上幅度固

5、定的正弦波信号，改变输入信号的频率范围，用示波器或交流毫伏表观测输出电压的幅度变化(要求峰峰值W10V空),检查电路是否具备低通特性。如不具备，则应找出原因，排除电路故障；如已具备低通特性则可进一步调试低通滤波器的特性。(2)低通滤波器的特性调试低通滤波器的特性调试应按有关计算式进行。在一般情况下，应尽量选用相互间没有影响或影响较小的元件进行调整。如果有必要，这些调整须反复进行。(3)测绘滤波电路的幅频特性曲线。有条件时，可用扫频仪直接观测滤波电路的幅频特性。4、设计一个二阶有源低通滤波器。分别选用如下3种电路形式来实现。二阶、有源、压控型(单一正反馈支路)、低通滤波器

6、(LPF,同相型)：二阶、有源、多路负反馈型、低通滤波器（LPF,反相型）:五、实验数据记录和处理1•简单的二阶、有源、低通滤波器（LPF,同相型）収输入Vpp=500mVf/Hz131030100300lk3k10k30k100kVo/V1.011.011.011.011.011.000.8720.4960.1760.0720.040仿真如下:15VdcV215Vdc得到的幅频特性曲线如下:2•简单的有源、低通滤波器（LPF,同相型）取输入Vpp=10Vf/Hz100300lk30k100k300kIM3M10M30M100MVo/V20.6320.6320.6320

7、.6317.346.561.9970.6400.4730.3060.275简单的有源、低通滤波器（LPF,同相型）252015105100300lk30k100k300kIM3M10M30M100MVo/V当波形刚开始出现时的波形:此时的Vpp为1&6V,频率为9.346kHzo仿真如下：—0V115VdcV215Vdc得到的幅频特性曲线如下:输入信号幅度控制为10mVo有:用拓37kHz。3•二阶、有源、压控型（单一正反馈支路）、低通滤波器（LPF,同相型）取输入Vpp二500mVf/Hz131030100300lk3k10k30k10