模电实验(西工大)实验六.doc

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1、实验六有源滤波器一、实验目的(1)掌握在仿真情况下测试滤波器的波特图与上限频率。(2)掌握滤波器上限频率的测试方法，了解滤波器在实际中的应用。二、实验原理滤波器是具有频率选择功能的电路，它允许一定频率范围内的信号通过，而对不需要传送的频率范围的信号实现有效的抑制，从而“过滤”掉不需要的频率信号，理想的滤波器通带内具有均匀而稳定的增，而在通带以外则具有无穷大的衰减。滤波器在通信、电子工程、仪器仪表等领域中有着极其广泛的应用。由于引入反馈的程度不同，即使是同一种类型的滤波器，其幅频响应曲线和相频曲线也会有较大差别。巴特沃兹滤波器具有最平坦的通带，但过渡带不够陡峭；切比雪夫滤波器带内有起伏，但过渡带

2、比较陡峭；贝塞尔滤波器过渡带宽而且不陡，但具有线性相频特性；椭圆滤波器通带和阻带内都有起伏，过渡带陡峭。可以根据不同的需要来设计所需的滤波器特性。滤波器的主要技术指标有通带和阻带以及相应的带宽，通带指标有通带的上线频率（一般为3dB截止频率）和通带传输系数。阻带指标通常为对外带传输系数的衰减速度。通带的上限频率为滤波器增益比通带增益下降3dB时的频率。增益AV:传输系数：自然频率本实验中传输系数为本实验中阻尼系数选为本实验选取C1=，C2=，R1=，R2=，R3=，R4=。一、实验内容（一）、计算机仿真部分（1）、根据图2.9-2电路画出滤波部分仿真电路图如图2.9-3所示。（2）、输入Vpp

3、=1V，f=100Hz的正弦波信号，得到波特图绘制仪所绘制的波特图如图2.9-4所示。注意纵坐标设置为-100~50dB。（2）、保持输入信号不变，试改变波特图绘制仪的横、纵坐标设置，观察波特图的变化。（3）保持正弦波输入信号的Vpp不变，仅改变其频率，分别输入f=100Hz,200Hz,400Hz,600Hz和800Hz用示波器分别观察在三种输入信号与输出信号的波形，计算的值。（4）保持正弦波的输入信号的VPP不变，调节其频率，记录当-时的输入信号的频率f、h（在仿真过程中，测量滤波器的3dB截止频率f，也可以通过波特图得到，方法是滑动波特图左边的滑杆，当其状态栏的增益（xdB）下降到滤波器

4、通带增益-3dB时所指示的频率即为滤波器的3dB截止频率f）截图展示f=100Hzf=200Hzf=400Hzf=600Hzf=800Hz四、实验结果实验结果测量频率/Hz100200400600800/mV10731059713.501371.686213.3571.0731.0590.7140.3720.214/dB0.6120.498-2.926-8.590-13.392（1）、由实验数据测量的上限频率为=384.771kHz左右。（2）、有源滤波器是指用晶体管或运放构成的包含放大和反馈的滤波器，包括正反馈和负反馈，有源滤波器的实现，可以分为直接实现和级联实现。其具有高度可控制性和快速响

5、应性，具体特点为：不仅能补偿各次谐波，还可以抑制闪变、补偿无功，有一机多能的特点：滤波特性不受系统阻抗的影响，可消除与系统阻抗发生谐振的危险：具有自适应功能，可自动跟踪补偿变化着的谐波。通过与以前实验无源滤波器形成对比，有源滤波器能将得到的信号进行放大：输出端是否带载，不影响输出的波形特征：可以通过R和C参数的调整，输出特定的频率段波形。