電路實驗報告12有源濾波器設(shè)計

1、專業(yè)：電子信息工程 姓名：彭嘉喬 學號：3130104084 日期：2015.05.28 地點：東3-211 實驗報告課程名稱：電路與電子技術(shù)實驗II 指導(dǎo)老師：沈連豐 成績：_實驗名稱：有源濾波器設(shè)計 實驗類型：_同組學生姓名：_一、實驗?zāi)康暮鸵螅ū靥睿┒?、實驗?nèi)容和原理（必填）三、主要儀器設(shè)備（必填）四、操作方法和實驗步驟五、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理六、實驗結(jié)果與分析（必填）七、討論、心得一、 實驗?zāi)康暮鸵?、掌握有源濾波器的分析和設(shè)計方法。2、學習有源濾波器的調(diào)試、幅頻特性的測量方法。3、了解濾波器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)對濾波器性能的影響。4、用EDA仿真的方法來研究濾波電路，了解元件參數(shù)對濾波效果

2、的影響。二、實驗內(nèi)容和原理1、濾波器的5個主要指標：(1) 傳遞函數(shù)Av(s) ：反映濾波器增益隨頻率的變化關(guān)系，也稱為電路的頻率響應(yīng)、頻率特性。(2) 通帶增益 Avp ： 為一個實數(shù)。（針對LPF）、 （針對HPF）、 （針對BPF）、（針對BEF）。(3) 固有頻率 f0 ：也稱自然頻率、特征頻率，其值由電路元件的參數(shù)決定。(4) 通帶截止頻率fp ：濾波器增益下降到其通帶增益Avp 的 0.707倍時所對應(yīng)的頻率（也稱 3dB 頻率、半功率點、上限頻率（wH 、fH ）或 下限頻率（wL 、fL ）。(5) 品質(zhì)因數(shù)Q：反映濾波器頻率特性的一項重要指標，不同類型濾波器的定義不同。例如，

3、在低通和高通濾波器中，定義為當時增益的模與通帶增益之比。2、有源濾波器的設(shè)計流程：設(shè)計一個有源低通濾波器時，一般可以先按照預(yù)定的性能指標，選擇一定的電路形式，然后寫出電路的電壓傳遞函數(shù)，計算并選定電路中的各個元器件參數(shù)。最后再通過實驗進行調(diào)試，確定實際的器件參數(shù)。三、實驗器材 運放LM358、四、操作方法和實驗步驟1、實驗內(nèi)容(1) 在實驗板上安裝所設(shè)計的電路。(2) 有源濾波器的靜態(tài)調(diào)零。(3) 測量濾波器的通帶增益Avp、通帶截止頻率 fp。(4) 測量濾波器的頻率特性（有條件時可使用掃頻儀）。(5) 改變電路參數(shù)，研究品質(zhì)因數(shù)Q 對濾波器頻率特性的影響。2、設(shè)計一個二階有源低通濾波器。具

4、體要求如下：(1) 通帶截止頻率：fp=1kHz；(2) 通帶增益：Avp=12 ；(3) 品質(zhì)因數(shù)：Q = 0.707 ；(4) 集成運放選用 LM358 ，電容選用 0.10.01F，電阻控制在 kM數(shù)量級。3、有源低通濾波器的調(diào)試方法(1) 定性檢查電路是否具備低通特性在輸入端加上幅度固定的正弦波信號，改變輸入信號的頻率范圍，用示波器或交流毫伏表觀測輸出電壓的幅度變化（要求峰峰值10Vpp），檢查電路是否具備低通特性。如不具備，則應(yīng)找出原因，排除電路故障；如已具備低通特性則可進一步調(diào)試低通濾波器的特性。(2) 低通濾波器的特性調(diào)試低通濾波器的特性調(diào)試應(yīng)按有關(guān)計算式進行。在一般情況下，應(yīng)盡

5、量選用相互間沒有影響或影響較小的元件進行調(diào)整。如果有必要，這些調(diào)整須反復(fù)進行。(3) 測繪濾波電路的幅頻特性曲線。有條件時，可用掃頻儀直接觀測濾波電路的幅頻特性。4、設(shè)計一個二階有源低通濾波器。分別選用如下3 種電路形式來實現(xiàn)。二階、有源、壓控型(單一正反饋支路)、低通濾波器(LPF，同相型）：簡單的二階、有源、低通濾波器(LPF，同相型)： 二階、有源、多路負反饋型、低通濾波器(LPF，反相型)：五、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理簡單的二階、有源、低通濾波器(LPF，同相型)： 輸入信號幅度控制為500mV。有：幅頻特性曲線如下圖：簡單的有源、低通濾波器(LPF，同相型)：(1) 輸入信號幅度控制為10

6、V。有：幅頻特性曲線如下圖：當輸出電壓波形開始成三角波時的示波器波形：(2) 輸入信號幅度控制為10mV。有：改變輸入信號的頻率范圍，用示波器或交流毫伏表觀察輸出電壓的幅度變化。當測出的輸出電壓值達到Uo×0.707值時，停止信號源頻率的改變，此時信號源所對應(yīng)的輸出頻率即為上限頻率fH或下限頻率fL。Uo=16.0mV。fH600kHz。二階、有源、壓控型(單一正反饋支路)、低通濾波器(LPF，同相型）： (1) Rf=39k：輸入信號幅度控制為500mV。有：幅頻特性曲線如下圖： (2) Rf=100k：出現(xiàn)自激振蕩。二階、有源、多路負反饋型、低通濾波器(LPF，反相型)：輸入信號幅度控制為500mV。(1) C1=0.01u:幅頻特性曲線如下圖：(2) C2=0.1u:幅頻特性曲線如下圖：六、仿真分析簡單的二階、有源、低通濾波器(LPF，同相型)：簡單的有源、低通濾波器(LPF，同相型)：(1) 輸入信號幅度控制為10V。有： (2) 輸入信號幅度控制為10mV。有： fH537kHz。二階、有源、壓控型(單一正反饋支路)、低通濾波器(LPF，同相型）： (1) Rf=39k：二階、有源、多路負反饋型、低通濾波器(LPF，反相型)： (1) C1=0.01u:(2) C2=0.1u:七、心得體會通過本次實驗我掌握了有源濾波器的分析和設(shè)計方法，學