高通濾波器的設(shè)計

高通濾波器的設(shè)計與制作高通濾波器概念高通濾波器就是容許高頻信號通過，阻止低頻信號通過的電路。原理電容通高頻阻低頻，電感通低頻阻高頻。頻譜特性是高通濾波器的截止頻率。截止頻率用來說明電路頻率特性指標(biāo)的特殊頻率。當(dāng)保持電路輸入信號的幅值不變，改變頻率使輸入信號的幅度將之最大值的0.707倍。此時的頻率成為截止頻率。設(shè)計指標(biāo):Hz高通濾波器的頻譜函數(shù)為：==令=令，則由此可知時，當(dāng)頻率為時，其幅度約為最大值是0.707倍Hz是高通通濾波器的截止頻率，標(biāo)稱值電容C=F(1500pF)，由此得出R=10600。軟件仿真用Matlab仿真如下：Matlab的程序：clear;r=10600;c=1.5e-9;f0=0;fn=30000;df=0.01;f=f0:df:fn;w=2.*pi.*f;a=(1./(w.*r.*c)).^2;H=(1./(1+a)).^0.5;plot(f,H);xlabel('f');ylabel('H');程序如下：運行結(jié)果如下：四、高通濾波器的電路圖：設(shè)計高通濾波器的電路圖如下：實際的電路如下所示：電路測試：儀器：電烙鐵、示波器、函數(shù)信號發(fā)生器1、對示波器進(jìn)行校準(zhǔn)：將示波器“MODE”打到“CH1”，將同軸測試電纜連接到“CH1”上，測試筆上的開關(guān)推到“×1”對“CH1”校準(zhǔn)；同理對“CH2”進(jìn)行校準(zhǔn)，再將連接“CH1”和“CH2”的兩個測試筆共同接到示波器左下端，示波器“MODE”打到“DUAL”，調(diào)節(jié)豎直移動旋鈕，使兩列方波完全重合。校準(zhǔn)后的圖像：打開函數(shù)發(fā)生器開關(guān)，輸出端接上同軸測試電纜，將該測試筆上的測試筆的筆頭與“CH2”的測試筆的紅色鱷魚夾相接，兩個黑色鱷魚夾相接，將示波器上的“VOLTS/DIV”均打到5V；示波器“MODE”打到“CH2”，調(diào)節(jié)函數(shù)信號發(fā)生器上的“幅度調(diào)節(jié)”和“頻率調(diào)節(jié)”旋鈕，直到示波器上出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，并且正弦波的幅值為5V。示波器上的圖像為：將制作的高通濾波器的輸入端與函數(shù)信號發(fā)生器的電壓輸出和示波器上的“CH1”相連，高通濾波器的輸出端與示波器上的“CH2”相連，把示波器“MODE”打到“DUAL”。連接如下：示波器的波形如下：通過示波器上的輸入輸出波形，讀出它們的幅值，可以得到，因為經(jīng)“CH1”通道的波形的電壓幅值不變，所以只需測經(jīng)“CH2”通道的波形的電壓幅值，將示波器“MODE”打到“CH2”，調(diào)節(jié)函數(shù)信號發(fā)生器上的“頻率調(diào)節(jié)”旋鈕，分別讀出輸出波形的幅值。（為了方便讀數(shù)，將示波器上的“VOLTS/DIV”均打到2V）根據(jù)規(guī)定當(dāng)輸出電壓為輸入電壓的0.707倍時，所對應(yīng)的頻率為截止頻率，即=0.707時對應(yīng)的頻率為截止頻率。調(diào)節(jié)函數(shù)信號發(fā)生器上的“頻率調(diào)節(jié)”旋鈕，同時關(guān)察輸出波形找到=0.707的波形，讀出此時的頻率。測量出14組數(shù)據(jù)，并用Matlab處理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理：表一55555554.224.1354.084.0053.923.883.8250.8440.8270.8160.8010.7840.7760.765f/Hz2186719798179411688714892138691289355555553.5253.5353.3253.1752.5652.3751.750.7500.7070.6650.6350.5130.4750.350f/Hz11918993788937876594848932951表二Matlab編程進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，程序如下：clear;f=0:0.01:25000;dataf=[21867,19798,17941,16887,14892,13869,12893,11918,9937,8893,7876,5948,4893,2951];dataH=[0.844,0.827,0.816,0.801,0.784,0.776,0.765,0.750,0.707,0.665,0.635,0.513,0.475,0.350];plot(dataf,dataH);xlabel('f');ylabel('H')程序如下：運行結(jié)果如下：誤差分析：理論值為：10000Hz實際值為