5.二阶无源低通滤波器

二阶低通滤波器设计

一：实验目的

.设计、焊接一个二阶低通滤波器，要求：截止频率为1KHz。二：实验原理

利用电容通高频阻低频的特性，使一定频率范围内的频率通过。从而设计电路，使得低频率的波通过滤波器。

三：实验步骤

1：设计电路，在仿真软件上进行仿真，在仿真电路图上使功能实现。2：先定电容，挑选合适的电阻，测量电阻的真实值，再到仿真电路替换掉原来的电阻值，不断挑选电阻，找到最逼近实验结果的值

3：根据仿真电路进行焊接，完成之后对电路进行功能检测，分别挑选频率为100hz，1khz，10khz的电源进行输入检测，观察输出的波形，并进行实验记录

四：实验电路

图1.1仿真电路设计

图1.2电路波特图

五：实验测量

我们用100hz，1khz，10khz三种不同正弦频率信号检测，其仿真与实测电路图如下：

图1.3 f=100Hz 时正弦信号仿真波形图

图1.4 f=100Hz 时正弦信号实测波形图

表1 f=100Hz 时实测结果与仿真数据对比表

分析：由图1.3的仿真波形与图1.4的实测电路波形和表1中的数据可知，输入频率为100Hz 的正弦信号时，该信号能够通过，输入输出波形间有较小相位差和较小衰减。仿真和实测数据间存在误差，误差值较小，在允许范围内。

数据项目 输入幅值/V 输出幅值/V 衰减/dB 相位差 仿真电路 169.706 167.869 0.0945 0.018π 实测电路

0.468

0.440

0.0536

0π

图1.5 f=1kHz 时正弦信号仿真波形图

图1.6 f=300Hz 时正弦信号实测波形图

表2 f=1kHz时实测结果与仿真数据对比表

数据项目输入幅值/V 输出幅值/V 衰减/dB 相位差

仿真电路169.631 121.047 2.931 0.140π

实测电路0.480 0.328 3.307 0.120π

分析：由图1.5的仿真波形与图1.6的实测电路波形和表2中的数据可知，输入频率为1kHz的正弦信号时，该信号能够通过，输入输出波形间有一定的相位差和衰减。仿真和实测数据间存在误差，误差值较小，在允许范围内。

图1.7 f=10kHz 时正弦信号仿真波形图

图1.8 f=10kHz 时正弦信号实测波形图

表3 f=10kHz 时实测结果与仿真数据对比表

分析：由图1.7的仿真波形与图1.8的实测电路波形和表3中的数据可知，输入频率为10kHz 的正弦信号时,该信号不能够通过，输入输出波形间有较大的相位差和较大衰减。仿真和实测数据间存在误差，误差值较小，在允许范围内。

六：实验总结

综合以上三种不同频率的检测分析： 随着输入频率增加，波形相位差逐渐增大，峰值衰减逐渐变大，当输入频率增加到某一值时，输出的峰值远远小于输入波形的峰值，。这时，电路基本上完全低通滤波器的功能。

数据项目 输入幅值/V 输出幅值/V 衰减/dB 相位差 仿真电路 169.479 9.878 24.689 0.375π 实测电路

0.476

0.032

23.449

0.25π