《有源濾波器設(shè)計(jì)》word版

1、 實(shí)驗(yàn)10 有源濾波器設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)目的 1. 熟悉二階有源濾波電路幅頻特性和相頻特性。2. 掌握二階有源濾波電路的快速設(shè)計(jì)方法。 3. 掌握二階有源濾波電路的調(diào)試及其幅頻特性和相頻特性的測試方法。二、使用儀器與器材信號(hào)發(fā)生器；雙線示波器；萬用表；直流穩(wěn)壓源；實(shí)驗(yàn)電路板；元器件若干。三、設(shè)計(jì)任務(wù)-+N+°°·12345uiuo12345678圖中所示為無限增益多路反饋電路的一般形式,請選擇適當(dāng)類型無源元件Y1Y5,以構(gòu)成低通濾波器和高通濾波器1. 請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)二階1dB無限增益多路反饋切比雪夫低通濾波器，通帶增益 Kp=2，截止頻率fc=5kHz，畫出電路圖。2

2、. 請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)二階1dB無限增益多路反饋切比雪夫高通濾波器，通帶增益 Kp=2 截止頻率fc=2kHz，畫出電路圖。 以上工作請?jiān)趯?shí)驗(yàn)課前完成。寫在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中。四、設(shè)計(jì)步驟1. 按設(shè)計(jì)所確定的電路參數(shù)，在實(shí)驗(yàn)接插板上放入器件，連接低通濾波器（注意連接可靠，正確）2 將信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)電壓幅值調(diào)到1V，接入低通濾波器的輸入端，并調(diào)整信號(hào)源的頻率，在低通濾波器輸出端測量所對(duì)應(yīng)的幅值。（可用示波器或交流毫伏表測試，并計(jì)錄輸入頻率值和所對(duì)應(yīng)的輸出幅值，測量 1012 點(diǎn)。） 3 用示波器李沙育圖形測試低通濾波器的相頻特性，測量 1012 點(diǎn)。4 進(jìn)行高通濾波器的電路連接及幅頻特性和相頻特性測試。測

3、試方法同上。五、設(shè)計(jì)報(bào)告要求與思考題1. 復(fù)習(xí)并掌握濾波器的工作原理，設(shè)計(jì)方法及應(yīng)注意問題。2. 畫出所設(shè)計(jì)的低通濾波器、高通濾波器的電路圖。并注明元件參數(shù)。3. 畫出幅頻特性與相頻特性測試原理圖，說明測試方法與步驟。4. 以表格形式分別給出低通濾波器與高通濾波器的幅頻特性與相頻特性測試數(shù)據(jù)，并畫出其特性曲線 。5. 如果將低通濾波器與高通濾波器相串聯(lián)，得到什么類型的濾波器，其通帶與通帶增益各為多少？畫出其特性曲線。也可在實(shí)驗(yàn)中予以觀測和證實(shí) 。6. 為構(gòu)成所得類型的濾波器，對(duì)低通濾波器與高通濾波器的特性有無特定要求。二者哪個(gè)在前有無關(guān)系？附錄：1幾種濾波器原理圖、幅頻特性2設(shè)計(jì)思路此次課題要

4、求掌握最基本的二階濾波器快速的設(shè)計(jì)方法。要設(shè)計(jì)RC濾波器，一般采用查表歸一快速的設(shè)計(jì)方法。使用這種方法，必須滿足濾波器條件。l 首先給定要求的截止頻率fc；l 增益Kp；l 選取濾波器的類型（切比雪夫型、巴特沃斯型），（低通、高通、帶通、帶阻）；l 選?。ㄒ浑A、二階、三階、四階、或高階）濾波器，請參考一些相關(guān)資料。測控電路、精密儀器電路然后按下述步驟設(shè)計(jì)：（1） 先選擇電容C1的標(biāo)稱值，電容C的初始值靠經(jīng)驗(yàn)決定，通常以下面的數(shù)據(jù)作參考：f c 100Hz C = (10-0.1) Fc = (100-1000)Hz C = (0.1-0.01) Fc = (1-10k)Hz C = (0.01

5、-0.001) Fc = (10-1000k)Hz C = (1000-100)pFc 100kHz C = (100-10)pF（2） 所選擇的電容C1的實(shí)際值，再按照下式計(jì)算電阻換標(biāo)系數(shù)K其中c的單位為Hz；C1的單位為F。（3） 表2-1中查出C1和K1時(shí)的電阻值。（4） 再將這些電阻值靠標(biāo)稱的實(shí)際電阻值。3設(shè)計(jì)實(shí)例設(shè)計(jì)一個(gè)二階無限增益多路反饋1dB切比雪夫型低通濾波器，增益Kp = 2，截頻（指紋波之間的終止頻率）c = 5KHz。設(shè)計(jì)步驟如下：按上述快速設(shè)計(jì)方法得到標(biāo)稱的電容取C 0.01F，對(duì)應(yīng)的參數(shù)K2，也可以由式l 從下表中查出Kp2時(shí)，電容C1C0.01F，K1時(shí)的電阻值。R

6、1=2.602 K，R2=5.204 K，R3=8.839 K。l 將上述電阻值乘以參數(shù)K=2，得：R1=5.204 K， 取標(biāo)稱值5.1K+104R2=10.408K，取標(biāo)稱值10K+408R3=17.698 K。取標(biāo)稱值15K+2.7K或18K二階RC濾波器的傳遞函數(shù)表類型傳遞函數(shù)性能參數(shù)低通Kp通帶內(nèi)的電壓增益Fc低通、高通濾波器的截止頻濾F0帶通、帶阻濾波器的中心頻濾Q品質(zhì)因素，Q（當(dāng)BW放f0時(shí)BW帶通、帶阻濾波器的帶寬高通帶通帶 阻二階無限增益多路反饋切比雪夫帶阻濾波器設(shè)計(jì)用表歸 一 化 電 路 元 件 值(K)R1(K)R2(K)R3(K)0.796/ Q3.183 QR2/(4

7、 Q2+1)二階無限增益多路反饋切比雪夫低通濾波器設(shè)計(jì)用表歸 一 化 電 路 元 件 值(K)紋波高度電路元件增益12340.1 dBR1R2R3C12.163k2.163 k1.767 k0.3C1.306 k2.611 k2.928 k0.1C1.103 k6.619 k2.310 k0.05C1.069 k10.690 k2.167 k0.033C0.5 dBR1R2R3C13.374 k3.374 k3.301 k0.15C2.530 k5.060 k3.301 k0.1C1.673 k10.036 k5.045 k0.033C1.608 k16.083 k4.722 k0.022C1

8、 dBR1R2R3C13.821 k3.821 k6.013 k0.1C2.602 k5.204 k8.839 k0.05C2.284 k13.705 k5.588 k0.03C2.213 k22.128 k5.191 k0.02C2 dBR1R2R3C14.658 k4.658 k13.216 k0.05C3.999 k7.997 k7.697 k0.05C3.009 k18.053 k8.524 k0.02C3.113 k31.133 k6.591 k0.015C3 dBR1R2R3C16.308 k6.308 k11.344 k0.05C6.170 k12.341 k6.169 k0.0

9、47C3.754 k22.524 k10.590 k0.015C3.617 k36.171 k9.892 k0.01C二階無限增益多路反饋切比雪夫高通濾波器設(shè)計(jì)用表歸 一 化 電 路 元 件 值(K)紋波高度電路元件增 益12340.1 dBR1(K) R2 (K)C11.2586.669C1.51.11.1150.5C1.71624.4530.21.79846.6840.1C0.5 d BR1 (K)R2 (K)C10.7565.078C0.9088.4630.5C1.03118.6190.21.08035.5460.1C1 d BR1 (K)R2 (K)C10.5824.795C0.699

10、7.9920.5C0.79417.5830.20.83233.3680.1C2 d BR1 (K)R2 (K)C10.4264.889C0.5128.1480.5C0.58117.9250.2C0.60934.2210.1C3 d BR1 (K)R2 (K)C10.3425.241C0.4413.7360.5C0.46719.2190.2C0.48936.6900.1C二階無限增益多路反饋帶通濾波器設(shè)計(jì)用表歸 一 化 電 路 元 件 值(K)Q電路元件增 益12468103R1R2R34.7750.2819.5492.3870.2989.5491.1940.3419.5490.7960.398

11、9.5490.5970.4779.5490.4770.5979.5494R1R2R36.3360.20512.7323.18.0.21212.7321.5920.22712.7321.0610.24512.7320.7960.26512.7320.6370.28912.7325R1R2R37.9580.16215.9153.9790.16615.9151.9890.17315.9151.3260.18115.9150.9950.18915.9150.7960.19915.9156R1R2R39.5490.13419.09947750.13619.0992.3870.14019.0991.5920.14519.0991.1940.14919.0990.9550.15419.0997R1R2R311.1410.11522.2825.5700.11622.2822.7850.11922.2821.8570.12122.2821.3930.12422.2821.1140.12722.2828R1R2R312.7320.10025.4656.3