模擬電子實驗報告

計算機與信息學院實驗報告課程名稱：模擬電子技術實驗姓名：鄧建國系：計算機與信息學院專業(yè)：網絡工程年級：2009級學號：091154050指導教師：潘曉文職稱：副教授2010年12月14日實驗工程列表序號實驗工程名稱成績指導教師1晶體管共射極單管放大器潘曉文2負反應放大器潘曉文3差動放大器潘曉文4LC正弦波振蕩電路潘曉文5集成運算放大器的根本應用信號處理——有源濾波器潘曉文福建農林大學計算機與信息學院信息工程類實驗報告系：計算機與信息學院專業(yè)：網絡工程年級：2009級姓名：鄧建國學號：091154050實驗課程：模擬電子技術實驗室號：_______實驗設備號：實驗時間：2010.12.5指導教師簽字：成績：實驗一晶體管共射極單管放大器1．實驗目的和要求掌握放大器靜態(tài)工作點的調試方法，學會分析靜態(tài)工作點對放大器性能的影響。掌握放大器電壓放大倍數、輸入電阻、輸出電阻及最大不失真輸出電壓的測試方法。熟悉常用電子儀器及模擬電路實驗設備的使用。2．實驗原理晶體管系列元件分布圖：放大器靜態(tài)指標的測試圖2-1共射極單管放大器實驗電路圖2-1為電阻分壓式工作點穩(wěn)定單管放大器實驗電路圖。它的偏置電路采用RB2和RB1組成的分壓電路，并在發(fā)射極中接有電阻RE，以穩(wěn)定放大器的靜態(tài)工作點。當在放大器的輸入端參加輸入信號Ui后，在放大器的輸出端便可得到一個與Ui相位相反，幅值被放大了的輸出信號U0，從而實現(xiàn)了電壓放大。在圖2-1電路中，當流過偏置電阻RB1和RB2的電流遠大于晶體管T的基極電流IB時〔一般5~10倍〕，那么它的靜態(tài)工作點可用下式估算，VCC為供電電源，此為+12V。〔2-1〕〔2-2〕〔2-3〕電壓放大倍數〔2-4〕輸入電阻〔2-5〕輸出電阻〔2-6〕放大器靜態(tài)工作點的測量與調試靜態(tài)工作點的測量測量放大器的靜態(tài)工作點，應在輸入信號Ui=0的情況下進行，即將放大器輸入端與地端短接，然后選用量程適宜的數字萬用表，分別測量晶體管的集電極電流IC以及各電極對地的電位UB、UC和UE。一般實驗中，為了防止斷開集電極，所以采用測量電壓，然后算出IC的方法，例如，只要測出UE，即可用算出IC〔也可根據，由UC確定IC〕，同時也能算出。靜態(tài)工作點的調試放大器靜態(tài)工作點的調試是指對三極管集電極電流IC〔或UCE〕調整與測試。靜態(tài)工作點是否適宜，對放大器的性能和輸出波形都有很大的影響。如工作點偏高，放大器在參加交流信號以后易產生飽和失真，此時uO的負半周將被削底，如圖2-2〔a〕所示，如工作點偏低那么易產生截止失真，即uO的正半周被縮頂〔一般截止失真不如飽和失真明顯〕，如圖2-2〔b〕所示。這些情況都不符合不失真放大的要求。所以在選定工作點以后還必須進行動態(tài)調試，即在放大器的輸入端參加一定的ui，檢查輸出電壓uO的大小和波形是否滿足要求。如不滿足，那么應調節(jié)靜態(tài)工作點的位置。(a)飽和失真(b)截止失真圖2-2靜態(tài)工作點對U0波形失真的影響改變電路參數UCC，RC，RB〔RB1，RB2〕都會引起靜態(tài)工作點的變化，如圖2-3所示，但通常多采用調節(jié)偏電阻RB2的方法來改變靜態(tài)工作點，如減小RB2，那么可使靜態(tài)工作點提高等。最后還要說明的是，上面所說的工作點“偏高”或“偏低”不是絕對的，應該是相對信號的幅度而言，如信號幅度很小，即使工作點較高或較低也不一定會出現(xiàn)失真。所以確切的說，產生波形失真是信號幅度與靜態(tài)工作點設置配合不當所致。如須滿足較大信號的要求，靜態(tài)工作點最好盡量靠近交流負載線的中點。圖2-3電路參數對靜態(tài)工作點的影響放大器動態(tài)指標測試放大器動態(tài)指標測試包括電壓放大倍數、輸入電阻、輸出電阻、最大不失真輸出電壓〔動態(tài)范圍〕和通頻帶等。電壓放大倍數AV的測量調整放大器到適宜的靜態(tài)工作點，然后參加輸入電壓ui，在輸出電壓uo不失真的情況下，用交流毫伏表測出ui和uo的有效值Ui和Uo，那么AV=〔2-7〕輸入電阻Ri的測量為了測量放大器的輸入電阻，按圖2-4電路在被測放大器的輸入端與信號源之間串入一電阻R，在放大器正常工作的情況下，用交流毫伏表測出US和Ui，那么根據輸入電阻的定義可得R===〔2-8〕測量時應注意測量R兩端電壓UR時必須分別測出US和Ui，然后按UR=US-Ui求出UR值。電阻R的值不宜取得過大或過小，以免產生較大的測量誤差，通常取R與Ri為同一數量級為好，本實驗可取R=1～2KΩ。輸出電阻RO的測量按圖2-4電路，在放大器正常工作條件下，測出輸出端不接負載RL的輸出電壓UO和接入負載后輸出電壓UL，根據U=〔2-9〕即可求出RORO=〔〕R〔2-10〕在測試中應注意，必須保持RL接入前后輸入信號的大小不變。圖2-4輸入、輸出電阻測量電路最大不失真輸出電壓UOPP的測量〔最大動態(tài)范圍〕如上所述，為了得到最大動態(tài)范圍，應將靜態(tài)工作點調在交流負載線的中點。為此在放大器正常工作情況下，逐步增大輸入信號的幅度，并同時調節(jié)RW〔改變靜態(tài)工作點〕，用示波器觀察uo，當輸出波形同時出現(xiàn)削底和縮頂現(xiàn)象〔如圖2-5〕時，說明靜態(tài)工作點已調在交流負載線的中點。然后反復調整輸入信號，使波形輸出幅度最大，且無明顯失真時，用交流毫伏表測出UO〔有效值〕，那么動態(tài)范圍等于2UO。或用示波器直接讀出UOPP來。圖2-5靜態(tài)工作點正常，輸入信號太大引起的失真放大器頻率特性的測量放大器的頻率特性是指放大器的電壓放大倍數AV與輸入信號頻率f之間的關系曲線。單管阻容耦合放大電路的幅頻特性曲線如圖2-6所示：圖2-6幅頻特性曲線Avm為中頻電壓放大倍數，通常規(guī)定電壓放大倍數隨頻率變化下降到中頻放大倍數的1/倍，即0.707Avm所對應的頻率分別稱為下限頻率fL和上限頻率fH，那么通頻帶〔2-11〕放大器的幅頻特性就是測量不同頻率信號時的電壓放大倍數AV。為此可采用前述測AV的方法，每改變一個信號頻率，測量其相應的電壓放大倍數，測量時要注意取點要恰當，在低頻段與高頻段要多測幾點，在中頻可以少測幾點。此外，在改變頻率時，要保持輸入信號的幅度不變，且輸出波形不能失真。3．主要儀器設備〔實驗用的軟硬件環(huán)境〕雙蹤示波器萬用表交流毫伏表信號發(fā)生器4．實驗內容及實驗數據記錄連線在實驗箱的晶體管系列模塊中，按圖2-1所示連接電路：DTP5作為信號Ui的輸入端，DTP4〔電容的正級〕連接到DTP26〔三極管基極〕，DTP26連接到DTP57，DTP63連接到DTP64〔或任何GND〕，DTP26連接到DTP47〔或任何10K電阻〕，再由DTP48連接到100K電位器〔RW〕的“1”端，“2”端和“3”端相連連接到DTP31，DTP27〔三極管射極〕連接到DTP51，DTP27連接到DTP59〔或DTP60〕，DTP24連接到DTP32〔或DTP33〕，DTP25先不接開路，最后把電源局部的+12V連接到DTP31。注：后續(xù)實驗電路的組成都是這樣按指導書提供的原理圖在實驗箱相應模塊中進行連線，把分立元件組合在一起構成實驗電路，以后連接實驗圖都是如此，不再如此詳細說明。測量靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點測量條件：輸入接地即使Ui=0.在步驟1連線根底上，DTP5接地〔即Ui=0〕，翻開直流開關，調節(jié)RW，使IC=2.0mA〔即UE=2.4V〕，用萬用表測量UB、UE、UC、RB2值。記入表2-1。表2-1IC=2.0mA07.31k12.00測量電壓放大倍數調節(jié)一個頻率為1KHz、峰峰值為50mV的正弦波作為輸入信號Ui。斷開DTP5接地的線，把輸入信號連接到DTP5，同時用雙蹤示波器觀察放大器輸入電壓Ui〔DTP5處〕和輸出電壓Uo〔DTP25處〕的波形，在Uo波形不失真的條件下用毫伏表測量下述三種情況下(1.不變實驗電路時；2.把DTP32和DTP33用連接線相連時；3.斷開DTP32和DTP33連接線，DTP25連接到DTP52時)的Uo值〔DTP25處〕，并用雙蹤示波器觀察Uo和Ui的相位關系，記入表2-2。表2-2IC=2.0mAUi=17.7mV〔有效值〕RC〔KΩ〕RL〔KΩ〕U0〔V〕AV觀察記錄一組U0和Ui波形2.4∞849.71.2∞726.62.4525.4觀察靜態(tài)工作點對電壓放大倍數的影響在步驟3的RC=2.4KΩ，RL=∞連線條件下，調節(jié)一個頻率為1KHz、峰峰值為50mV的正弦波作為輸入信號Ui連到DTP5。調節(jié)RW，用示波器監(jiān)視輸出電壓波形，在uo不失真的條件下，測量數組IC和UO的值，記入表2-3。測量IC時，要使Ui=0〔斷開輸入信號Ui，DTP5接地〕。表2-3RCΩRL=∞Ui=mV〔有效值〕IC(mA)2.000000U0(V)8120AV49.728.818.14.5觀察靜態(tài)工作點對輸出波形失真的影響在步驟3的RC=2.4KΩRL=∞連線條件下，使ui=0，調節(jié)RW使IC=2.0mA〔參見本實驗步驟2〕，測出UCE值。調節(jié)一個頻率為1KHz、峰峰值為50mV的正弦波作為輸入信號Ui連到DTP5，再逐步加大輸入信號，使輸出電壓Uo足夠大但不失真。然后保持輸入信號不變，分別增大和減小RW，使波形出現(xiàn)失真，繪出Uo的波形，并測出失真情況下的IC和UCE值，記入表2-4中。每次測IC和UCE值時要使輸入信號為零〔即使ui=0〕。表2-4RC=2.4KΩRL=∞Ui=mVIC(mA)UCE(V)U0波形失真情況管子工作狀態(tài)5不失真放大8截止失真截止9飽和失真飽和測量最大不失真輸出電壓在步驟3的RC=2.4KΩRL=2.4KΩ連線條件下，同時調節(jié)輸入信號的幅度和電位器RW，用示波器和毫伏表測量UOPP及UO值，記入表2-5。表2-5RC=2.4KΩRL=2.4KΩIC(mA)Uim(mV)有效值Uom(V)有效值UOPP(V)峰峰值12.466實驗二負反應放大器1．實驗目的和要求通過實驗了解串聯(lián)電壓負反應對放大器性能的改善。了解負反應放大器各項技術指標的測試方法。掌握負反應放大電路頻率特性的測量方法。2．實驗原理晶體管系列模塊元件分布圖：圖5-1帶有電壓串聯(lián)負反應的兩級阻容耦合放大器圖5-1為帶有負反應的兩極阻容耦合放大電路，在電路中通過Rf把輸出電壓Uo引回到輸入端，加在晶體管T1的發(fā)射極上，在發(fā)射極電阻RF1上形成反應電壓Uf。根據反應網絡從根本放大器輸出端取樣方式的不同，可知它屬于電壓串聯(lián)負反應。根本理論知識參考課本。電壓串聯(lián)負反應對放大器性能的影響主要有以下幾點：負反應使放大器的放大倍數降低，AVf的表達式為：AVf=〔5-1〕從式中可見，加上負反應后，AVf比AV降低了〔1+AVFV〕倍，并且|1+AVFV|愈大，放大倍數降低愈多。深度反應時，〔5-2〕反應系數FV=〔5-3〕負反應改變放大器的輸入電阻與輸出電阻負反應對放大器輸入阻抗和輸出阻抗的影響比擬復雜。不同的反應形式，對阻抗的影響不一樣。一般并聯(lián)負反應能降低輸入阻抗；而串聯(lián)負反應那么提高輸入阻抗，電壓負反應使輸出阻抗降低；電流負反應使輸出阻抗升高。輸入電阻Rif=〔1+AVFV〕Ri〔5-4〕輸出電阻Rof=〔5-5〕負反應擴展了放大器的通頻帶引入負反應后，放大器的上限頻率與下限頻率的表達式分別為：〔5-6〕〔5-7〕〔5-8〕可見，引入負反應后，fHf向高端擴展了〔1+AVFV〕倍，fLf向低端擴展了〔1+AVFV〕倍，使通頻帶加寬。負反應提高了放大倍數的穩(wěn)定性。當反應深度一定時，有〔5-9〕可見引入負反應后，放大器閉環(huán)放大倍數AVf的相對變化量比開環(huán)放大倍數的相對變化量減少了〔1+AVFV〕倍，即閉環(huán)增益的穩(wěn)定性提高了〔1+AVFV〕倍。3．主要儀器設備〔實驗用的軟硬件環(huán)境〕雙蹤示波器萬用表交流毫伏表信號發(fā)生器4．實驗內容及實驗數據記錄按圖5-1正確連接線路，K先斷開即反應網絡〔Rf+Cf〕先不接入。測量靜態(tài)工作點翻開直流開關，使US=0，第一級靜態(tài)工作點已固定，可以直接測量。調節(jié)100K電位器使第二級的IC2=1.0mA〔即UE2=0.43V〕，用萬用表分別測量第一級、第二級的靜態(tài)工作點，記入表5-1。表5-1UB(V)UE(V)UC(V)IC(mA)第一級5111.903第二級246.901.00測試根本放大器的各項性能指標測量根本放大電路的AV、Ri、R0及fH和fL值并將其值填入表5-2中，測量方法參考實驗三，輸入信號頻率為1KHz，Ui的峰峰值為50mV。測試負反應放大器的各項性能指標在接入負反應支路Rf=10K的情況下，測量負反應放大器的Avf、Rif、Rof及fHf和fLf值并將其值填入表5-2中，輸入信號頻率為1KHz，Ui的峰峰值為50mV。表5-2數值KUS(mV)Ui(mV)U0(V)AVRi(KΩ)R0(KΩ)fH(KHz)fL(Hz)根本放大器〔K斷開〕RL=∞36.61225200250RL=10K36.5516210300負反應放大器〔K閉合〕RL=∞36.53223320350RL=10K63.057.31.524.688320350觀察負反應對非線性失真的改善先接成根本放大器〔K斷開〕，輸入f=1KHz的交流信號，使U0出現(xiàn)輕度非線性失真，然后參加負反應Rf=10K〔K閉合〕并增大輸入信號，使U0波形到達根本放大器同樣的幅度，觀察波形的失真程度。實驗三差動放大器1．實驗目的和要求加深理解差動放大器的工作原理，電路特點和抑制零漂的方法。學習差動放大電路靜態(tài)工作點的測試方法。學習差動放大器的差模、共模放大倍數、共模抑制比的測量方法。2．實驗原理差動放大模塊元件分布圖：圖7-1恒流源差動放大器圖7-1所示電路為具有恒流源的差動放大器，其中晶體管T1、T2稱為差分對管，它與電阻RB1、RB2、RC1、RC2及電位器RW1共同組成差動放大的根本電路。其中RB1=RB2，RC1=RC2，RW1為調零電位器，假設電路完全對稱，靜態(tài)時，RW1應處為中點位置，假設電路不對稱，應調節(jié)RW1，使U01、U02兩端靜態(tài)時的電位相等。晶體管T3、T4與電阻RE3、RE4、R和RW2共同組成鏡像恒流源電路，為差動放大器提供恒定電流I0。要求T3、T4為差分對管。R1和R2為均衡電阻，且R1=R2，給差動放大器提供對稱的差模輸入信號。由于電路參數完全對稱，當外界溫度變化，或電源電壓波動時，對電路的影響是一樣的，因此差動放大器能有效的抑制零點漂移。差動放大電路的輸入輸出方式如圖7-1所示電路，根據輸入信號和輸出信號的不同方式可以有四種連接方式。即：雙端輸入—雙端輸出將差模信號加在US1、US2兩端，輸出取自U01、U02兩端。雙端輸入—單端輸出將差模信號加在US1、US2兩端，輸出取自U01或U02到地的信號。單端輸入—雙端輸出將差模信號加在US1上，US2接地〔或US1接地而信號加在US2上〕，輸出取自U01、U02兩端。單端輸入—單端輸出將差模信號加在US1上，US2接地〔或US1接地而信號加在US2上〕，輸出取自U01或U02到地的信號。連接方式不同，電路的性能參數不同。2、靜態(tài)工作點的計算靜態(tài)時差動放大器的輸入端不加信號，由恒流源電路得(7-1)I0為IR的鏡像電流。由電路可得(7-2)由上式可見I0主要由-VEE〔-12V〕及電阻R、RW2、RE4決定，與晶體管的特性參數無關。差動放大器中的T1、T2參數對稱，那么IC1=IC2=I0/2(7-3)(7-4)(7-5)由此可見，差動放大器的工作點，主要由鏡像恒流源I0決定。3、差動放大器的重要指標計算差模放大倍數AVd由分析可知，差動放大器在單端輸入或雙端輸入，它們的差模電壓增益相同。但是，要根據雙端輸出和單端輸出分別計算。在此分析雙端輸入，單端輸入自己分析。設差動放大器的兩個輸入端輸入兩個大小相等，極性相反的信號Vid=Vid1-Vid2。雙端輸入—雙端輸出時，差動放大器的差模電壓增益為(7-6)式中。AVi為單管電壓增益。雙端輸入—單端輸出時，電壓增益為(7-7)式中。共模放大倍數AVC設差動放大器的兩個輸入端同時加上兩個大小相等，極性相同的信號即Vic=Vi1=Vi2.單端輸出的差模電壓增益(7-8)式中為恒流源的交流等效電阻。即(7-9)(7-10)(7-11)由于一般為幾百千歐，所以那么共模電壓增益AVC〈1，在單端輸出時，共模信號得到了抑制。雙端輸出時，在電路完全對稱情況下，那么輸出電壓A0C1=VOC2，共模增益為(7-12)上式說明，雙單端輸出時，對零點漂移，電源波動等干擾信號有很強的抑制能力。共模抑制比KCMR差動放大電器性能的優(yōu)劣常用共模抑制比KCMR來衡量，即：或〔dB〕(7-13)單端輸出時，共模抑制比為：(7-14)雙端輸出時，共模抑制比為：(7-15)3．主要儀器設備〔實驗用的軟硬件環(huán)境〕雙蹤示波器萬用表交流毫伏表信號發(fā)生器4．實驗內容及實驗數據記錄參考本實驗所附差動放大模塊元件分布圖，對照實驗原理圖圖7-1所示正確連接原理圖：從FTP16連接到電位器RW2〔10K〕的一端，另一端接地，F(xiàn)TP12接到CTP52，F(xiàn)TP8接入CTP54，CTP53接地，F(xiàn)TP11連接FTP14，F(xiàn)TP1接+12V電源，F(xiàn)TP15接-12V電源，這樣實驗電路連接完畢。調整靜態(tài)工作點翻開直流開關，不加輸入信號，將輸入端US1、US2兩點對地短路，調節(jié)恒流源電路的RW2，使I0=1mA，即I0=2VRC1/RC1。再用萬用表直流檔分別測量差分對管T1、T2的集電極對地的電壓VC1、VC2，如果VC1≠VC2應調整RW1使?jié)M足VC1=VC2。假設始終調節(jié)RW1與RW2無法滿足VC1=VC2，可適當調電路參數如RC1或RC2〔對照差動放大模塊元件分布圖，通過FTP1插孔與FTP2插孔或FTP3插孔并聯(lián)一適當電阻，這樣來減小RC1或RC2來使電路對稱〕，使RC1與RC2不相等以滿足電路對稱，再調節(jié)RW1與RW2滿足VC1=VC2。然后分別測VC1、VC2、VB1、VB2、VE1、VE2的電壓，記入自制表中。測量差模放大倍數AVd將US2端接地，從US1端輸入Vid=50mV〔峰峰值〕、f=1KHz的差模信號，用毫伏表分別測出雙端輸出差模電壓Vod〔Uo1-Uo2〕和單端輸出電壓Vod1(Uo1)、Vod2(Uo2)且用示波器觀察他們的波形(Vod的波形觀察方法：用兩個探頭，分別測Vod1、Vod2的波形，微調檔相同，按下示波器Y2反相按鍵，在顯示方式中選擇疊加方式即可得到所測的差分波形)。并計算出差模雙端輸出的放大倍數Avd和單端輸出的差模放大倍數AVd1或Avd2。記入自制的表中。測量共模放大倍數AVC將輸入端US1、US2兩點連接在一起，R1與R2從電路中斷開，從US1端輸入10V〔峰峰值〕，f=1KHz的共模信號，用毫伏表分別測量T1、T2兩管集電極對地的共模輸出電壓UOC1和UOC2且用示波器觀察他們的波形，那么雙端輸出的共模電壓為UOC=UOC1-UOC2，并計算出單端輸出的共模放大倍數AVC1〔或AVC2〕和雙端輸出的共模放大倍數AVC。根據以上測量結果，分別計算雙端輸出，和單端輸出共模抑制比。即KCMR〔單〕和KCMR〔雙〕。有條件的話可以觀察溫漂現(xiàn)象，首先調零，使VC1=VC2〔方法同步驟2〕，然后用電吹風吹T1、T2，觀察雙端及單端輸出電壓的變化現(xiàn)象。用一固定電阻RE=10KΩ代替恒流源電路，即將RE接在-VEE和RW1中間觸點插孔之間組成長尾式差動放大電路，重復步驟3、4、5，并與恒流源電路相比擬。實驗四LC正弦波振蕩器1．實驗目的和要求掌握電容三點式LC正弦波振蕩器的設計方法。研究電路參數對LC振蕩器起振條件及輸出波形的影響。2．實驗原理晶體管系列模塊元件分布圖：圖9-1電容三點式振蕩電路電路組成及工作原理：圖9-1的交流通路中三極管三個電極分別與回路電容分壓的三個端點相連，故稱為電容三點式振蕩電路。不難分析電路滿足相位平衡條件。該電路的振蕩頻率為：〔9-1〕電容三點式振蕩電路的特點：電路振蕩頻率較高，回路C1和C2容值可以選得很小。電路頻率調節(jié)不方便而且調節(jié)范圍較窄。3．主要儀器設備〔實驗用的軟硬件環(huán)境〕雙蹤示波器頻率計4．實驗內容及實驗數據記錄實驗原理圖圖9-1虛線框局部電路在晶體管系列模塊中已經連接好了，如下列圖所示連接好的插孔圖，DTP3為U0輸出插孔。按圖9-1正確連接電路圖。翻開直流開關，用示波器觀察振蕩輸出的波形U0，假設未起振調節(jié)R1使電路起振得到一個比擬好的正弦波波形。用公式9-1計算出理論頻率范圍。用示波器觀察波形，改變可調電容C4的值〔可調范圍為5-30P〕，估測出頻率范圍，記錄之。比擬一下理論值，并畫出對應波形圖。波形圖：5.實驗數據處理560PF560PF47PF5~30PF∴1.0045≤≤調時波形左右拉長或縮短實驗五集成運算放大器的根本應用信號處理——有源濾波器1．實驗目的和要求熟悉用運放、電阻和電容組成有源低通濾波、高通濾波和帶通、帶阻濾波器及其特性。學會測量有源濾波器的幅頻特性。2．實驗原理運放系列模塊元件分布圖:低通濾波器低通濾波器是指低頻信號能通過而高頻信號不能通過的濾波器，用一級RC網絡組成的稱為一階RC有源低通濾波器，如圖13-1所示：圖13-1根本的有源低通濾波器為了改善濾波效果，在圖13-1(a)的根底上再加一級RC網絡，為了克服在截止頻率附近的通頻帶范圍內幅度下降過多的缺點，通常采用將第一級電容C的接地端改接到輸出端的方式，如圖13-2所示，即為一個典型的二階有源低通濾波器。圖13-2二階低通濾波器這種有源濾波器的幅頻率特性為〔13-1〕式中：為二階低通濾波器的通帶增益；為截止頻率，它是二階低通濾波器通帶與阻帶的界限頻率。為品質因數，它的大小影響低通濾波器在截止頻率處幅頻特性的形狀。注：式中S代表高通濾波器只要將低通濾波電路中起濾波作用的電阻、電容互換，即可變成有源高通濾波器，如圖13-3所示。其頻率響應和低通濾波器是“鏡象”關系。圖13-3高通濾波器這種高通濾波器的幅頻特性為〔13-2〕式中，，的意義與前同。帶通濾波器這種濾波電路的作用是只允許在某一個通頻帶范圍內的信號通過，而比通頻帶下限頻率低和比上限頻率高的信號都被阻斷。典型的帶通濾波器可以從二階低通濾波電路中將其中一級改成高通而成。如圖13-4所示，它的輸入輸出關系為〔13-3〕中心角頻率〔13-4〕頻帶寬〔13-5〕選擇性〔13-6〕圖13-4典型二階帶通濾波器這種電路的優(yōu)點是改變Rf和R1的比例就可改變頻帶寬而不影響中心頻率。帶阻濾波器如圖13-5所示，這種電路的性能和帶通濾波器相反，即在規(guī)定的頻帶內，信號不能通過〔或受到很大衰減〕，而在其余頻率范圍，信號那么能順利通過。常用于抗干擾設備中。圖13-5二階帶阻濾波器這種電路的輸入、輸出關系為〔13-7〕式中：由式中可見，愈接近2，愈大，即起到阻斷范圍變窄的作用。3．主要儀器設備〔實驗用的軟硬件環(huán)境〕雙蹤示波器頻率計交流毫伏表信號發(fā)生器4．實驗內容及實驗數據記錄二階低通濾波器實驗電路如圖13-2正確連接電路圖，翻開直流開關，取Ui=1V〔峰峰值〕的正弦波，改變其頻率〔接近理論上的截止頻率338Hz附近改變〕，并維持Ui=1V〔峰峰值〕不變，用示波器監(jiān)視輸出波形，用頻率計測量輸入頻率，用毫伏表測量輸出電壓U0，記入表13-1。表13-1f(Hz)337U0(V)4輸入方波，調節(jié)頻率〔接近