實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)內(nèi)容思考題實(shí)驗(yàn)課堂PPT

1、11.1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?2.2.實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理 3.3.實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器 4.4.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 5.5.思考題思考題 6.6.實(shí)驗(yàn)后整理圖實(shí)驗(yàn)后整理圖 7.7.答案答案 上海科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院21.1.了解集成運(yùn)放在有源濾波器中的應(yīng)了解集成運(yùn)放在有源濾波器中的應(yīng)用。用。2.2.熟悉有源濾波器的設(shè)計(jì)過程。熟悉有源濾波器的設(shè)計(jì)過程。3.3.通過對有源濾波器的制作與調(diào)試，通過對有源濾波器的制作與調(diào)試，熟悉有源濾波器幅頻特性的測試方熟悉有源濾波器幅頻特性的測試方法。法。實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康纳虾？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回3 濾波器是一種能使有用頻率信號通過（稱為通帶

2、）而濾波器是一種能使有用頻率信號通過（稱為通帶）而對無用頻率范圍的信號實(shí)現(xiàn)有效地抑制（稱為阻帶）的電對無用頻率范圍的信號實(shí)現(xiàn)有效地抑制（稱為阻帶）的電路。它的種類很多，人們常以能夠通過或被抑制信號的頻路。它的種類很多，人們常以能夠通過或被抑制信號的頻率范圍來對濾波器命名，如：低通、高通、帶通、帶阻率范圍來對濾波器命名，如：低通、高通、帶通、帶阻等。由集成運(yùn)祘放大器和簡單的等。由集成運(yùn)祘放大器和簡單的rcrc網(wǎng)絡(luò)可構(gòu)成各種性能的網(wǎng)絡(luò)可構(gòu)成各種性能的濾波器，這即是有源濾波器，由于有源濾波器不用電感，濾波器，這即是有源濾波器，由于有源濾波器不用電感，體積小、重量輕、通帶頻率和品質(zhì)因數(shù)容易控制等優(yōu)點(diǎn)而

3、體積小、重量輕、通帶頻率和品質(zhì)因數(shù)容易控制等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛地應(yīng)用，同時(shí)還具有易級聯(lián)、有增益，使之與具得到廣泛地應(yīng)用，同時(shí)還具有易級聯(lián)、有增益，使之與具體的電路連接相當(dāng)方便。實(shí)際應(yīng)用中為使處于濾波器阻帶體的電路連接相當(dāng)方便。實(shí)際應(yīng)用中為使處于濾波器阻帶范圍內(nèi)的信號有較快的衰減，常采用高階濾波器，最典型范圍內(nèi)的信號有較快的衰減，常采用高階濾波器，最典型的即是二階濾波器，這種濾波器在通帶外有的即是二階濾波器，這種濾波器在通帶外有40db/40db/十倍頻十倍頻程的衰減速度。如再要獲得更快的衰減，則可多個(gè)濾波器程的衰減速度。如再要獲得更快的衰減，則可多個(gè)濾波器級聯(lián)，組成更高階數(shù)的濾波器。級聯(lián)，組成更高

4、階數(shù)的濾波器。實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回4本次實(shí)驗(yàn)組建的為壓控電壓源型二階濾波器，它由施加深度負(fù)本次實(shí)驗(yàn)組建的為壓控電壓源型二階濾波器，它由施加深度負(fù)反饋的運(yùn)算放大器與反饋的運(yùn)算放大器與rc網(wǎng)絡(luò)組合而構(gòu)成，線路簡單。電網(wǎng)絡(luò)組合而構(gòu)成，線路簡單。電路模型如路模型如圖圖15-1所示。只要所示。只要對圖中對圖中y1、y2、y3和和y4選取不同的導(dǎo)納參數(shù)，即可獲得低通、選取不同的導(dǎo)納參數(shù)，即可獲得低通、高通、帶通、帶阻等不同形式的傳遞函數(shù)。當(dāng)高通、帶通、帶阻等不同形式的傳遞函數(shù)。當(dāng)y1=y3=r，y2=y4=sc；電路就構(gòu)成了二階有源低通濾波器，當(dāng)；電路就構(gòu)成了二階有

5、源低通濾波器，當(dāng)y1=y3= sc，y2=y4= r；電路就構(gòu)成了二階有源高通濾；電路就構(gòu)成了二階有源高通濾波器。所構(gòu)成濾波器波器。所構(gòu)成濾波器轉(zhuǎn)折頻率：轉(zhuǎn)折頻率：f c=1/（2rc）回路品質(zhì)因數(shù)：回路品質(zhì)因數(shù)：q=1/（3-auf）式中：式中：auf=1+rf/r1 。 從上面濾波器轉(zhuǎn)折頻率的計(jì)算式可知，從上面濾波器轉(zhuǎn)折頻率的計(jì)算式可知，r1和和rf并未對濾波并未對濾波器的頻率特性產(chǎn)生影響，但卻影響了回路品質(zhì)因數(shù)器的頻率特性產(chǎn)生影響，但卻影響了回路品質(zhì)因數(shù) q值，值，我們希望我們希望 q值近似等于值近似等于0.707，則此時(shí)濾波器的帶內(nèi)幅頻，則此時(shí)濾波器的帶內(nèi)幅頻特性最為平坦，故又稱特性最

6、為平坦，故又稱q=0.707時(shí)的濾波器為帶內(nèi)最大平時(shí)的濾波器為帶內(nèi)最大平坦響應(yīng)濾波器（也稱巴特沃斯濾波器）。坦響應(yīng)濾波器（也稱巴特沃斯濾波器）。. 上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上海科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回51 1yb1719yb1719雙路直流穩(wěn)壓電源雙路直流穩(wěn)壓電源 2 2ee1643ee1643函數(shù)信號發(fā)生器函數(shù)信號發(fā)生器 3 3yb4325yb4325雙蹤示波器雙蹤示波器 4 4mf-50mf-50型萬用表（自制）型萬用表（自制） 5 5電路實(shí)驗(yàn)板電路實(shí)驗(yàn)板 6 6接線與元器件若干接線與元器件若干 :(:(材料清單如下材料清單如下) )一一. .電阻：電阻：5.1k5.1k2 2，10k10k2 2

7、，51k51k，30k30k二二. .電容：電容：2.2f2.2f2，0.01 ff2三三.集成塊：集成塊：lm741實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器61.有源低通濾波器的特性測試有源低通濾波器的特性測試(調(diào)節(jié)輸入端電壓調(diào)節(jié)輸入端電壓uipp使輸出電壓使輸出電壓uopp=10v并保持不并保持不變變)此時(shí)，此時(shí)，(uipp=6.3v（窗口顯示值為（窗口顯示值為5.9vp-p）(1)理論計(jì)算理論計(jì)算圖圖15-2所示電路的轉(zhuǎn)折頻率。所示電路的轉(zhuǎn)折頻率。(2)在電路實(shí)驗(yàn)板上組建如在電路實(shí)驗(yàn)板上組建如圖圖15-2所示的電路。所示的電路。(3)將將ee1643信號發(fā)生器的信號輸出幅度調(diào)整為信號發(fā)生器的信號輸出幅度調(diào)整為1

8、vpp（窗口顯示值），并將輸出信號連接到濾波器的輸入（窗口顯示值），并將輸出信號連接到濾波器的輸入端，用端，用yb4325雙蹤示波器的兩個(gè)探頭分別監(jiān)視濾波器雙蹤示波器的兩個(gè)探頭分別監(jiān)視濾波器的輸入輸出端。的輸入輸出端。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上海科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回7(4)對接好的電路檢查，無誤后可打開對接好的電路檢查，無誤后可打開電源電源。(5)調(diào)整示波器，測量此濾波器輸入輸出信號調(diào)整示波器，測量此濾波器輸入輸出信號的幅度，計(jì)算出此濾波器的電壓增益。的幅度，計(jì)算出此濾波器的電壓增益。(6)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)ee1643信號發(fā)生器的輸出頻率，對信號發(fā)生器的輸出頻率，對此濾波器的幅頻特性進(jìn)行測

9、試。測試數(shù)據(jù)此濾波器的幅頻特性進(jìn)行測試。測試數(shù)據(jù)請列表記錄，并根據(jù)數(shù)據(jù)定量描繪出此濾請列表記錄，并根據(jù)數(shù)據(jù)定量描繪出此濾波器的波特圖，（注：在轉(zhuǎn)折頻率附近測波器的波特圖，（注：在轉(zhuǎn)折頻率附近測量的點(diǎn)數(shù)應(yīng)足夠，通帶內(nèi)和通帶外測量的量的點(diǎn)數(shù)應(yīng)足夠，通帶內(nèi)和通帶外測量的點(diǎn)數(shù)則可少。但測量的總點(diǎn)數(shù)不得少于點(diǎn)數(shù)則可少。但測量的總點(diǎn)數(shù)不得少于8-10點(diǎn)。點(diǎn)。上海科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回8上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回頻率頻率1k3k3.5k4k5k6k7k電壓電壓10v7v低通：低通：uipp=5.7v（使輸出電壓（使輸出電壓為為10v時(shí)的輸入電壓）時(shí)的輸入電壓） fi=1k

10、hzfh:電壓為電壓為7v時(shí)的頻率時(shí)的頻率頻率頻率8k8.5k9k10k20k50k70k電壓電壓92.有源高通濾波器的特性測試(1)理論計(jì)算圖15-3所示電路的轉(zhuǎn)折頻率。(2)在電路實(shí)驗(yàn)板上組建如圖15-3所示的電路。(3)重復(fù)有源低通濾波器的特性測試中（3）（4）（5）（6）的測量內(nèi)容。將圖15-3電路的輸入端接到圖15-2電路的輸出端，將構(gòu)成帶通濾波器，請參照前面的測量方法，測量此合并后的濾波器的總頻率特性，并畫出波特圖。上海科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回10上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上海科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回頻率頻率20k15k10k9k8k7k6k電壓電壓10v高通：高通：uipp

11、=5.8v fi=20khzfl:電壓為電壓為7v時(shí)的頻率時(shí)的頻率頻率頻率5k4.5k4k3.5k2.5k2k1.5k電壓電壓7v113.將圖15-3電路的輸入端接到圖15-2電路的輸出端，將構(gòu)成帶通濾波器，請參照前面的測量方法，測量此合并后的濾波器的總頻率特性，并畫出波特圖。上海科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回12思考題思考題上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上海科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回1.如果將上述濾波器的如果將上述濾波器的r1和和rf 同時(shí)加大一倍，同時(shí)加大一倍，濾波器的頻率特性將會(huì)發(fā)生怎樣的變化？濾波器的頻率特性將會(huì)發(fā)生怎樣的變化？2.本次實(shí)驗(yàn)中，如果將圖本次實(shí)驗(yàn)中，如果將圖15-3電路和圖電路

12、和圖15-2電路并聯(lián)（即二輸入端接在一起，二輸出電路并聯(lián)（即二輸入端接在一起，二輸出端接在一起），將獲得怎樣的結(jié)果？具有端接在一起），將獲得怎樣的結(jié)果？具有怎樣的頻率特性？怎樣的頻率特性？13上海科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回14上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上海科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回頻率頻率1k3k3.5k4k5k6k7k7.078khz電壓電壓10v9.84v9.68v9.36v8.88v8.08v7.20v7v低通：低通：uipp=5.7v（使輸出電壓（使輸出電壓為為10v時(shí)的輸入電壓）時(shí)的輸入電壓） fi=1khzfh:電壓為電壓為7v時(shí)的頻率時(shí)的頻率頻率頻率8k8.5k9k10k20k

13、50k70k電壓電壓6.24v5.84v5.44v4.64v1.36v0.232v124mv15上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上海科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回頻率頻率20k15k10k9k8k7k6k電壓電壓10v9.84v9.84v9.84v9.84v9.84v9.60v高通：高通：uipp=5.8v fi=20khzfl:電壓為電壓為7v時(shí)的頻率時(shí)的頻率頻率頻率5k4.5k4k3.5k2.970khz2.5k2k1.5k電壓電壓9.20v8.96v8.64v8.08v7v5.68v4.24v2.60v16上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回17上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上海科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回注：圖中運(yùn)放

14、注：圖中運(yùn)放lm741的的7#為電源為電源+，4#為電源，為電源，3#為輸入為輸入+，2#為輸入，為輸入，6#為輸出端。為輸出端。18上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上海科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回fh0107.07uopp（v） lgfkrcfh23. 71實(shí)測：實(shí)測：fh=7.398k19上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回lm741 1234876520上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回fh0107.07uopp（v） lgfkrcfh112. 31實(shí)測：實(shí)測：fl=2.9k21上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上海科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回51k30k10k10k2200pf2200pf22上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)

15、學(xué)院上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回51k30k輸入端正極輸入端正極輸入端負(fù)極輸入端負(fù)極10k10k2200pf2200pf23上海科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回紅紅黑黑黃黃24上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回25上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回26上海科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回27上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回28上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回29上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上海科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回30上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回31上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上海科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回32上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)

16、學(xué)院返回33上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回34上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回35上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回36上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回37上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上海科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回38上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回39上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回40上海科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回41上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回0.01f0.01f5.1k5.1k51k30k輸入端正極輸入端正極輸入端負(fù)極輸入端負(fù)極42上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回43上海科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回44上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院返回45上海科學(xué)技術(shù)職