滤波器设计实验

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1、一、实验目的1.学习无源和有源滤波器的设计与调试方法。2.理解滤波电路的频率特性。3.掌握应用Multisim进行无源及有源滤波电路的频率特性分析。二、实验原理从输入信号中提取有用信号而抑制其他无用信号或噪声的过程称为滤波。实现滤波功能的系统称为滤波器。根据电路是否含有有源器件，滤波器分无源和有源两种，前者用电阻、电容、电感三种元件实现，有源RC滤波器是用运算放大器、电容和电阻实现的滤波器。滤波器还可分为低通、高通、带通、带阻等类型。其幅频特性如下：低通滤波器：保留恒定分量和低于截止频率的谐波分量，抑制高于截止频率的谐波分量。高通滤波器：保留恒定分量和高于截止频率的谐波分量，抑制低于截止

2、频率的谐波分量。带通滤波器：保留两个截止频率fL和fH之间的各谐波分量带阻滤波器：消去两个截止频率fL和fH之间的各谐波分量在频率响应曲线上，从中心频率增益下降“3dB”之处所对应的频率分别为低端截止频率fL和高端截止频率fH。带宽为：f=fH-fL(c)带通　　　　　（d）带阻(c)低通　　　　　（d）高通三、实验任务1.仿真实验例题（图3.3）双T型网络，验证实验结果，判断其滤波性质，确定截止频率和阻带宽度。2.测试含运算放大器的双口网络（图3.5）的幅频特性，判断其滤波性质，确定其截止频率和通带宽度。3.测试双口网络（图3.6）转移电压比的幅频特性，根据测试结果判断电路的性质（指

3、对不同频率信号的选择能力）确定截止频率和通带宽。4.测试RLC串联电路的幅频特性，确定其通频带宽度f。若f<40KHz,调整其参数，使其通带宽度满足设计要求。电感串接于信号电路中构成最简单的低通滤波器当信号频率越高时电感元件的感抗XL越大，XL=2fL，对信号的阻碍作用就越大。但对低频信号来说，电感元件的感抗XL较小，所以对信号的阻碍作用就很小，低频信号就能顺利通过电感串接于信号电路中构成最简单的低通滤波器f0频率/Hz幅度000.10.20.30.40.50.60.70.80.91A0图3.1f0频率/Hz幅度000.10.20.30.40.50.60.70.80.91A0电容串

4、接于信号电路中构成最简单的高通滤波器当信号频率越高时，电容元件的容抗XC越小，XC=1/2fC，对信号的阻碍作用就越小，高频信号就能顺利通过。而对低频信号来说，则因容抗XC很大，所以不能通过电容器。电容串接于信号电路中构成最简单的高通滤波器频率/Hz幅度/V000.10.20.30.40.50.60.70.80.91图3.2频率/Hz幅度/V000.10.20.30.40.50.60.70.80.91f0A0滤波器1双T网络(图3.3)频率/Hz幅度000.10.20.30.40.50.60.70.80.91A0频率/Hz幅度000.10.20.30.40.50.60.70.80.91

5、A0f0f1滤波器RLC串联电路频率/Hz幅度000.10.20.30.40.50.60.70.80.91A0图3.4频率/Hz幅度000.10.20.30.40.50.60.70.80.91A0f0f1滤波器2双口网络（图3.5）滤波器3双口网络(图3.6)