有源模拟滤波器实验报告
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实验报告
工程大学教务处制
一、实验目的
1.掌握滤波器的滤波性能特点。
2.掌握常规模拟滤波器的设计、实现、调试、测试方法。
3.掌握滤波器主要参数的调试方法。
4.了解电路软件的仿真方法。
二、实验原理
有源滤波器的设计，就是根据所给定的指标要求，确定滤波器的结束n，选择具体的电路形式，算出电路中各元件的具体数值，安装电路和调试，使设计的滤波器满足指标要求，具体步骤如下：
1.根据阻带衰减速率要求，确定滤波器的阶数n。
2.选择具体的电路形式。
3.根据电路的传递函数和归一化滤波器传递函数的分母多项式，建立起系数的方程
组。
4.解方程组求出电路中元件的具体数值。
5.安装电路并进行调试，使电路的性能满足指标要求。
根据滤波器所能通过信号的频率围或阻带信号频率围的不同，滤波器可分为低通、高通、带通与带阻等四种滤波器。
a)有源二阶低通滤波器（LPF）
图1 压控电压源二阶低通滤波器
b)有源二阶高通滤波器（HPF）
图2 压控电压源二阶高通滤波器
c)有源带通滤波器（BPF）
图3 压控电压源二阶带通滤波器
d)带阻滤波器（NF）
图4 压控电压源双T 二阶有源带阻滤波器
三、实验仪器
1.示波器
2.信号源
3.万用表
4.直流稳压电源
四、实验容
1.二阶低通滤波器
①参照图4 电路安装二阶低通滤波器。元件值取：R1 = R2 = R = 1.6kΩ，R3 = 17k
Ω，R4 =10k Ω，
C1 = C2 = C =0.1μF，计算截止频率fc、通带电压放大倍数Auo 和Q 的值。
②利用MULTISIM 电路仿真软件对上述电路进行仿真，给出幅频特性曲线的仿真
结果。
③取Ui = 2V，由低到高改变输入信号的频率（注意：保持Ui = 2V 不变），用万用
表测量滤波器的输出电压和截止频率fc，根据测量值，画出幅频特性曲线，并将
测量结果与理论值相比较。
2.二阶高通滤波器
①参照图6 电路安装二阶高通滤波器。元件值取：R1 = R2 = R = 1.6kΩ，R3 = 1.7k
Ω，R4 = 10kΩ，C1 = C2
= C = 0.1μF，Q = 0.707，计算截止频率fc 和通带电压放大倍数Auo 的值。
②利用MULTISIM 电路仿真软件对上述电路进行仿真，给出幅频特性曲线的仿真
结果。
③取Ui = 2V，由低到高改变输入信号的频率（注意：保持Ui = 2V 不变），用万
用表测量滤波器的输出电压和截止频率fc，根据测量值，画出幅频特性曲线，并
将测量结果与理论值相比较。
3.二阶带通滤波器
①参照图9 电路安装二阶带通滤波器。元件值取：R1 = R2 = R = 1.5kΩ，R3 = 2R
= 3kΩ，R4 = 10kΩ，
R5 = 19kΩ，C1 = C2 = C = 0.1μF，计算截止频率fc、通带电压放大倍数Auo 和
Q 的值。
②利用MULTISIM 电路仿真软件对上述电路进行仿真，给出幅频特性曲线的仿真
结果。
③取Ui = 2V，由低到高改变输入信号的频率（注意：保持Ui = 2V 不变），用万
用表测量滤波器的输出电压和截止频率fc，根据测量值，画出幅频特性曲线，测
出带宽BW，并将测量结果与理论值相比较。
4.二阶带阻滤波器
①参照图12 电路安装二阶带通滤波器。元件值取：R1 = R2 =R = 3kΩ，R3 = 0.5R
= 1.5kΩ，R4 = 20kΩ，
R5 = 10kΩ，C1 = C2 = C = 0.1μF，C3 = 2C = 0.2μF，计算截止频率fc、通带
电压放大倍数Auo 和Q 的值。
②利用MULTISIM 电路仿真软件对上述电路进行仿真，给出幅频特性曲线的仿真
结果。
③取Ui = 2V，由低到高改变输入信号的频率（注意：保持Ui = 2V 不变），用万
用表测量滤波器的输出电压和截止频率fc，根据测量值，画出幅频特性曲线，测
出带宽BW，并将测量结果与理论值相比较。
五、实验预习和仿真
1.压控电压源型有源二阶低通滤波器
仿真电路：
仿真结果（幅频特性曲线）：
2.压控电压源型有源二阶高通滤波器
仿真结果：
3.压控电压源型有源二阶带通滤波器
仿真结果：
4.压控电压源型有源二阶带阻滤波器
仿真电路：
六、实验数据记录及分析
1.二阶低通滤波器
R1 R2 R3 R4 C1 C2 1.587kΩ 1.581kΩ17.48kΩ9.64kΩ0.056uF 0.059uF 滤波器参数理论值测量值
Au0 1.55 1.58
fc/kHz 1.74 1.82
Q 0.7 0.72
f（kHz）0.1 0.5 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 Upp（V）3.16 3.15 3.12 3.12 3.08 3.04 2.96 2.88 2.80 2.72 f（kHz） 1.5 1.6 1.7 1.8 1.82 1.9 2.0 2.1 2.2 2.3 Upp（V）2.6 2.48 2.36 2.24 2.21 2.08 1.92 1.84 1.76 1.64 f（kHz） 2.4 2.5 3.0 3.5 4.0 10.0
Upp（V）1.52 1.44 1.04 0.861 0.624 0.108