開關電容濾波器實驗

實驗四 開關電容濾波器實驗一、 實驗目的1、 熟悉及掌握集成開關電容濾波器的構成原理及應用2、 掌握濾波器的濾波特性二、 實驗原理及電路1、集成濾波器MF10芯片簡介集成濾波器MF10芯片內部框圖及其引腳圖如圖10-1所示開關電容集成濾波器MF10是一種通用型開關電容濾波器集成電路，依外部接法不同，可實現低通、高通、帶通、帶阻和全通等濾波特性。開關電容集成濾波器無需外接決定濾波頻率的電阻和電容，其濾波頻率僅由輸入時鐘九決定，通常時鐘頻率九應高于信號頻率的50倍或100倍。其內部集成了兩組MF5，兩個MF5既可分別構成兩個獨立的二階開關電容濾波器，又可級聯成四階開關電容濾波器。其內部框圖及引腳圖如圖10-1所示，第4(17)腳為內部運放反相輸入端INVA(INVB)；第5(16)腳為求和輸入端SIA(SIB)；第1(20)腳為低通輸出端LPA("lPB)；第2(19)腳為帶通輸出端BPA(BPB)；第3(18)腳為帶阻/全通/高通輸出端N/AP/HPA(N/AP/HPB)，第10(11)腳為時鐘輸入端CLKA(CLKB)；圖10-1 MF10內部框圖及引腳圖第12腳用于設定時鐘頻率、與濾波器的頻率f0的比值；當第12腳接高電平時，—50，則f0=4^；接地時，*^—100，則f0=零；只要在時鐘輸入端J0 ^0 J0 ^00CLKA(CLKB)控制輸入的時鐘頻率，就可以改變?yōu)V波頻率，這樣可以實現濾波頻率的數字控制。濾波器的Q值通過外接電阻設定。2、電路說明實驗電路原理圖如圖10-2所示。

短接J］的1-2,短接J；的1-2,短接J；的1-2,短接J］的2-3,短接短接J］的1-2,短接J；的1-2,短接J；的1-2,短接J］的2-3,短接J1的2-3,J2的J22的J；的J；的J2的2-31-21-21-21-2J3的2-3J3的2-3J3的2-3J3的1-2J3的1-2J4的1-2時，J4的4-5時，J4的2-3時，J4的4-5時，J4的4-5時，則構成二階低通濾波器;則構成二階高通濾波器;則構成二階帶通濾波器;則構成二階帶阻濾波器;則構成二階全通濾波器;+5V開關電容濾波器實驗電路圖低通輸出帶通輸出帶阻/全通/高通輸出CD40106圖10-2U1LPALPBBPABPBn/ap/hpan/ap/hpbINVAINVBSIA.,, SIB'sa/bMF10CCNAGNDVA+VA-VD+VD-l.sh50/100CLKACLKB R—10KR210K[ aR310K三、 實驗設備2、函數信號發(fā)生器 3、虛擬示波器1、測控電路（二）實驗掛箱2、函數信號發(fā)生器 3、虛擬示波器四、 實驗內容及步驟1、測控電路（二）實驗掛箱接入土5V直流電源;2、 時鐘信號的觀察把“U10開關電容濾波器”單元的“時鐘信號”端接入示波器，觀察時鐘信號的波形；3、 調節(jié)信號發(fā)生器，使之輸出正弦信號，接入輸入端，輸出端接示波器，按照前面“電路說明”部分，通過切換短路帽分別接成低通、高通、帶通、帶阻、全通濾波器，用虛擬示波器同時觀察輸入信號與輸出信號，改變輸入信號的頻率，記錄輸出信號的幅度及相位隨輸入信號頻率變化的情況。五、 實驗注意事項實驗掛箱中的直流電源正負極切忌接反，否則就會燒壞實驗箱上的集成芯片。六、 思考題1、 用集成開關電容濾波器MF10設計一濾波器需注意哪些問題。2、 試用MF10設計一個四階低通濾波器，要求品