有源模擬濾波器試驗報告

1、.專業(yè)整理.必耀減N瘁必粵實驗報告課程名稱模擬濾波器實驗項目名稱有源模擬濾波器設(shè)計實驗實驗類型實驗學(xué)時8班級學(xué)號指導(dǎo)教師實驗室名稱實驗時間實驗成績預(yù)習(xí)部分實驗過程 表現(xiàn)實驗報告 部分總成績教師簽字日期工程大學(xué)教務(wù)處制、實驗?zāi)康?. 掌握濾波器的濾波性能特點。2. 掌握常規(guī)模擬濾波器的設(shè)計、實現(xiàn)、調(diào)試、測試方法。3. 掌握濾波器主要參數(shù)的調(diào)試方法。4. 了解電路軟件的仿真方法。二、實驗原理有源濾波器的設(shè)計，就是根據(jù)所給定的指標(biāo)要求，確定濾波器的結(jié)束n選擇具體的電路形式，算出電路中各元件的具體數(shù)值，安裝電路和調(diào)試，使設(shè)計的濾波器滿足指標(biāo)要 求，具體步驟如下：1. 根據(jù)阻帶衰減速率要求，確定濾波器的

2、階數(shù)n。2. 選擇具體的電路形式。3. 根據(jù)電路的傳遞函數(shù)和歸一化濾波器傳遞函數(shù)的分母多項式，建立起系數(shù)的方程 組。4. 解方程組求出電路中元件的具體數(shù)值。5. 安裝電路并進行調(diào)試，使電路的性能滿足指標(biāo)要求。根據(jù)濾波器所能通過信號的頻率圍或阻帶信號頻率圍的不同，濾波器可分為低通、高 通、帶通與帶阻等四種濾波器。a）有源二階低通濾波器（LPF）出9+15V.學(xué)習(xí)幫手.C亠 C： -15V圖1壓控電壓源二階低通濾波器b）有源二階高通濾波器（HPF）J0R123R2-15VUo圖2壓控電壓源二階高通濾波器c）有源帶通濾波器（BPF）圖3壓控電壓源二階帶通濾波器d）帶阻濾波器（NF圖4壓控電壓源雙 T

3、二階有源帶阻濾波器三、實驗儀器1. 示波器2. 信號源3. 萬用表4. 直流穩(wěn)壓電源四、實驗容1. 二階低通濾波器 參照圖4電路安裝二階低通濾波器。元件值?。篟1 = R2 = R = 1.6k Q, R3 =17k Q, R4 =10k Q,C1 = C2 = C =0.1卩F,計算截止頻率fc、通帶電壓放大倍數(shù) Auo和Q的值。 利用MULTISIM電路仿真軟件對上述電路進行仿真，給出幅頻特性曲線的仿真 結(jié)果。 取Ui = 2V，由低到高改變輸入信號的頻率（注意：保持 Ui = 2V 不變），用萬用表測量濾波器的輸出電壓和截止頻率fc ,根據(jù)測量值，畫出幅頻特性曲線，并將測量結(jié)果與理論值相

4、比較。2. 二階高通濾波器 參照圖6電路安裝二階高通濾波器。元件值取：R1 = R2 = R = 1.6k Q, R3 =1.7k Q, R4 = 10k Q, C1 = C2=C = 0.1卩F, Q = 0.707，計算截止頻率fc和通帶電壓放大倍數(shù) Auo的值。 利用MULTISIM電路仿真軟件對上述電路進行仿真，給出幅頻特性曲線的仿真 結(jié)果。 取Ui = 2V，由低到高改變輸入信號的頻率（注意：保持 Ui = 2V不變），用萬用表測量濾波器的輸出電壓和截止頻率fc ,根據(jù)測量值，畫出幅頻特性曲線，并將測量結(jié)果與理論值相比較。3. 二階帶通濾波器 參照圖9電路安裝二階帶通濾波器。元件值取

5、：R1 = R2 = R = 1.5k Q, R3 =2R = 3k Q, R4 = 10k Q,R5 = 19k Q, C1 = C2 = C = 0.1卩F,計算截止頻率fc、通帶電壓放大倍數(shù) Auo和 Q的值。 利用MULTISIM電路仿真軟件對上述電路進行仿真，給出幅頻特性曲線的仿真 結(jié)果。 取Ui = 2V，由低到高改變輸入信號的頻率（注意：保持 Ui = 2V不變），用萬用表測量濾波器的輸出電壓和截止頻率fc ,根據(jù)測量值，畫出幅頻特性曲線，測出帶寬BW并將測量結(jié)果與理論值相比較。4. 二階帶阻濾波器 參照圖12電路安裝二階帶通濾波器。元件值取：R1 = R2 =R = 3kQ,

6、R3 = 0.5R=1.5k Q, R4 = 20k Q,R5 = 10k Q, C1 = C2 = C = 0.1 卩 F, C3 = 2C = 0.2 卩 F,計算截止頻率 fc、通 帶電壓放大倍數(shù)Auo和Q的值。 利用MULTISIM電路仿真軟件對上述電路進行仿真，給出幅頻特性曲線的仿真 結(jié)果。 取Ui = 2V，由低到高改變輸入信號的頻率（注意：保持 Ui = 2V不變），用萬用表測量濾波器的輸出電壓和截止頻率fc ,根據(jù)測量值，畫出幅頻特性曲線，測出帶寬BW并將測量結(jié)果與理論值相比較。五、實驗預(yù)習(xí)和仿真1.壓控電壓源型有源二階低通濾波器2.壓控電壓源型有源二階高通濾波器 仿真電路：仿

7、真結(jié)果:3.壓控電壓源型有源二階帶通濾波器仿真電路:-WV- lO.OkQ-VAVSS -15 V: :U1R21.5kflC2HFO.lpFUA741CD仿真結(jié)果:4.壓控電壓源型有源二階帶阻濾波器 仿真電路：仿真結(jié)果:六、實驗數(shù)據(jù)記錄及分析1.二階低通濾波器元件實測值記錄表:R1R2R3R4C1C21.587k Q1.581k Q17.48k Q9.64k Q0.056uF0.059uF濾波器特性:濾波器參數(shù)理論值測量值A(chǔ)uO1.551.58fc/kHz1.741.82Q0.70.72幅頻特性曲線測量數(shù)據(jù)記錄表:f (kHz)0.10.50.70.80.91.01.11.21.31.4Up

8、p (V)3.163.153.123.123.083.042.962.882.802.72f (kHz)1.51.61.71.81.821.92.02.12.22.3Upp (V)2.62.482.362.242.212.081.921.841.761.64f (kHz)2.42.53.03.54.010.0Upp (V)1.521.441.040.8610.6240.1082.二階高通濾波器元件實測值記錄表:R1R2R3R4C1C21.587k Q1.581k Q17.48k Q9.64k Q0.056uF0.059uF濾波器特性:濾波器參數(shù)理論值測量值A(chǔ)uO1.551.5fc/kHz1.7

9、41.8Q0.70.68幅頻特性曲線測量數(shù)據(jù)記錄表:f（ kHz）0.10.50.80.91.01.11.21.31.41.5Upp（ V）0.020.2680.6320.8240.9761.141.311.471.601.74f（ kHz）1.61.71.741.81.92.02.12.22.32.4Upp（ V）1.882.002.042.122.222.32.382.462.522.56f（ kHz）2.52.72.93.23.54.05.010.0Upp（ V）2.622.682.762.822.862.923.003.003.二階帶通濾波器 元件實測值記錄表:R1R2R3R4R5C1

10、C21.465k Q1.469k Q2.99k Q9.7k Q4.9 k Q0.0628uF0.0635uF濾波器特性:濾波器參數(shù)理論值測量值A(chǔ)u010.985fo/kHz1.661.7fc1/kHz0.840.87fc2/kHz3.33.5Q0.6750.64階帶通濾波器幅頻特性曲線21.81.6_l_Ai%1iiLL一T*七+r 丄- 農(nóng)土fs2=3.5kHz,Vpp=1.39Vfs1=0.87kHz,Vpp=1.39VjVJf+*1一*-trI r t t lrr1.41.210.80.60.40.2123789456f/kHz10幅頻特性曲線測量數(shù)據(jù)記錄表:f（ kHz）0.10.20

11、.30.40.50.60.70.870.91.01.1Upp（ V）0.1720.3420.5120.6810.8461.011.161.391.4251.561.64f（ kHz）1.21.31.41.51.61.71.81.92.02.32.6Upp（ V）1.751.821.881.921.951.971.951.951.921.831.73f（ kHz）3.03.33.54.04.55.06.07.08.09.010.0Upp（ V）1.571.461.391.241.111.00.8420.7170.6250.5620.5254.二階帶阻濾波器元件實測值記錄表:R1R2R3R4R5C

12、1C2C32.98kQ2.99kQ1.465kQ19.87kQ9.7 kQ0.0582uF0.0608uF0.1263uF濾波器特性:濾波器參數(shù)理論值測量值A(chǔ)u01.51.47fo/kHz0.9210.86fc1/kHz0.570.51fc2/kHz1.491.35Q11.02f（ kHz）0.10.20.30.40.50.510.60.70.80.90.92Upp（ V）2.942.882.722.502.142.081.741.160.4520.2760.368f（ kHz）1.01.11.21.31.351.41.51.61.71.81.9Upp（ V）0.8241.361.701.96

13、2.082.162.302.442.522.562.62f（ kHz）2.03.05.010.00.86Upp（ V）2.702.882.942.940.054幅頻特性曲線測量數(shù)據(jù)記錄表:32.5階帶阻濾波器幅頻特性曲線$魚fs2=1.35kH z,Vpp=2.08Vfs仁 0.51kH z,Vpp=2.08VV1.520.50012345678910f/kHz七、實驗感想通過本次實驗，我對各類濾波器的特性有了充分的認(rèn)識，利用低通濾波器和高通 濾波器串并聯(lián)，便可構(gòu)造出帶通濾波器和帶阻濾波器，并學(xué)會了濾波器的設(shè)計方法， 通過對濾波器各項參數(shù)（如K，fs，fo等）的計算，掌握了壓控電壓源型濾波器電路中各個元器件對濾波器頻率特性和增益的影響。在實驗中，通過操作儀器，學(xué)會了利用 信號源掃頻模式測量系統(tǒng)頻率特性的參數(shù)設(shè)置方法，并熟練掌握了手動調(diào)節(jié)示波器的 使用方法，在濾波器頻率特性測量過程中，學(xué)會了利用0.1f o和10fo近似測量低通高通通帶增益的方法。在實驗過程中，我發(fā)現(xiàn)