7.有源滤波器设计实验
有源滤波器实验报告
![有源滤波器实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/8a3d4481ba4cf7ec4afe04a1b0717fd5360cb205.png)
有源滤波器实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过对有源滤波器的实验研究,掌握有源滤波器的基本原理、特性和设计方法,加深对电子电路理论的理解,提高实验操作能力。
二、实验仪器和设备。
1. 信号发生器。
2. 示波器。
3. 直流稳压电源。
4. 电阻、电容、运算放大器等元器件。
5. 电路实验箱。
三、实验原理。
有源滤波器是利用运算放大器的高输入阻抗和低输出阻抗的特性,结合电容和电阻等元件构成的一种滤波器。
根据不同的电路连接方式和元器件参数,可以实现对不同频率信号的滤波作用。
四、实验内容。
1. 搭建低通有源滤波器电路。
2. 搭建高通有源滤波器电路。
3. 测量并记录滤波器的幅频特性曲线。
4. 测量并记录滤波器的相频特性曲线。
五、实验步骤。
1. 按照电路图搭建低通有源滤波器电路,并接通电源。
2. 调节信号发生器输出正弦波信号,接入滤波器输入端,通过示波器观察输出波形,记录频率和幅值。
3. 依次改变输入信号频率,记录输出波形的变化,绘制幅频特性曲线。
4. 根据测量数据计算并绘制滤波器的相频特性曲线。
5. 重复以上步骤,搭建高通有源滤波器电路,进行相同的测量和记录。
六、实验数据记录与处理。
1. 低通有源滤波器幅频特性曲线数据:频率(Hz)幅值(V)。
100 2.5。
500 2.3。
1000 2.0。
5000 1.5。
10000 1.2。
... ...2. 低通有源滤波器相频特性曲线数据:频率(Hz)相位(°)。
100 0。
500 -45。
1000 -90。
5000 -180。
10000 -270。
... ...3. 高通有源滤波器幅频特性曲线数据:频率(Hz)幅值(V)。
100 0.5。
500 0.8。
1000 1.2。
5000 2.0。
10000 2.5。
... ...4. 高通有源滤波器相频特性曲线数据:频率(Hz)相位(°)。
100 180。
500 135。
1000 90。
5000 0。
10000 -90。
有源滤波器实验报告总结
![有源滤波器实验报告总结](https://img.taocdn.com/s3/m/681313d3988fcc22bcd126fff705cc1755275f3b.png)
有源滤波器实验报告总结一、引言有源滤波器是一种电子滤波器,它利用放大器来增强信号的幅度并同时进行滤波。
在本次实验中,我们设计了一个有源低通滤波器,并通过实验验证了其性能。
二、实验步骤1. 设计滤波器电路:根据所需的滤波特性,我们选择了适当的电路拓扑结构,并计算了元件的数值。
然后,我们根据计算结果选择了合适的电阻、电容和放大器。
2. 搭建电路:根据设计好的电路图,我们按照所需的元件数值和连接方式搭建了有源滤波器电路。
3. 测试电路:接下来,我们使用信号发生器产生不同频率的正弦信号作为输入信号,通过有源滤波器后,使用示波器观察输出信号的波形和频率响应。
4. 记录实验数据:我们记录了不同频率下输入和输出信号的幅度,以及相位差,并绘制了频率响应曲线。
三、实验结果通过实验,我们得到了有源滤波器的频率响应曲线。
曲线显示,在低频段时,输出信号幅度较大,而在高频段时,输出信号幅度逐渐衰减。
这符合我们设计的低通滤波器的特性。
四、讨论与分析根据实验结果,我们可以得出以下结论:1. 有源滤波器能够对输入信号进行增强和滤波。
2. 频率响应曲线显示了有源滤波器的滤波特性,能够滤除高频信号,保留低频信号。
我们还发现了一些问题和改进的空间:1. 在实际搭建电路的过程中,可能会遇到元件误差和放大器非线性等问题,这都会对滤波器的性能产生影响,需要进一步优化和调整电路。
2. 在选择元件数值时,需要根据具体要求和条件进行综合考虑,以获得更好的滤波效果。
五、总结通过本次实验,我们成功设计并搭建了一个有源低通滤波器,并验证了其滤波特性。
实验结果表明,有源滤波器具有良好的滤波效果,能够滤除高频信号,保留低频信号。
在实际应用中,有源滤波器在音频处理、通信系统等领域具有广泛的应用前景。
六、参考文献1. 张宇. 电子技术实验教程[M]. 北京:高等教育出版社,2015.2. Sedra A S, Smith K C. Microelectronic Circuits[M]. OxfordUniversity Press, 2010.注:本文仅为实验报告总结,旨在总结有源滤波器实验的过程和结果,并对实验中的问题和改进进行讨论。
有源和无源滤波器实验报告
![有源和无源滤波器实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/08806265ae45b307e87101f69e3143323868f57d.png)
有源和无源滤波器实验报告1. 引言滤波器是信号处理中常用的工具,用于去除信号中的噪声或选择特定频率范围的信号。
滤波器可以分为有源和无源滤波器两种类型。
有源滤波器使用了一个或多个放大器来增强输入信号的能力,而无源滤波器则不使用放大器来改变信号的幅值。
本实验旨在比较有源和无源滤波器的性能差异,并对其进行测试和评估。
2. 实验目的本实验的目的是通过设计和测试有源和无源滤波器来了解它们的工作原理和性能特点,并对其进行比较。
3. 实验材料•信号发生器•电阻•电容•电感•示波器•多用表•连接线4. 实验步骤4.1 有源低通滤波器设计和测试1.根据所给的电路图,连接有源低通滤波器电路。
2.使用信号发生器产生一个频率为1000Hz的正弦波信号作为输入信号。
3.使用示波器测量输入和输出信号的幅值。
4.记录输入和输出信号的幅值,并计算增益。
5.将信号发生器的频率逐步调整,重复步骤3和4,以获得有源低通滤波器的频率响应曲线。
4.2 无源高通滤波器设计和测试1.根据所给的电路图,连接无源高通滤波器电路。
2.使用信号发生器产生一个频率为1000Hz的正弦波信号作为输入信号。
3.使用示波器测量输入和输出信号的幅值。
4.记录输入和输出信号的幅值,并计算增益。
5.将信号发生器的频率逐步调整,重复步骤3和4,以获得无源高通滤波器的频率响应曲线。
4.3 结果分析与比较1.将有源低通滤波器和无源高通滤波器的频率响应曲线进行比较。
2.分析并比较它们的增益特性、截止频率以及对不同频率信号的响应情况。
5. 实验结果实验结果如下:5.1 有源低通滤波器频率响应曲线在实验中,我们测得有源低通滤波器的频率响应曲线如下图所示:在这里插入有源低通滤波器的频率响应曲线图5.2 无源高通滤波器频率响应曲线在实验中,我们测得无源高通滤波器的频率响应曲线如下图所示:在这里插入无源高通滤波器的频率响应曲线图6. 结论通过对有源低通滤波器和无源高通滤波器的设计和测试,我们得出以下结论:- 有源滤波器能够增强输入信号的能力,具有较高的增益。
无源和有源滤波器实验报告
![无源和有源滤波器实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/31012e3f26284b73f242336c1eb91a37f111323b.png)
无源和有源滤波器实验报告无源和有源滤波器实验报告引言:滤波器是电子电路中常见的一个组件,它可以对信号进行处理,使得输出信号满足特定的频率响应要求。
根据电路中是否引入能量源,滤波器可以分为无源滤波器和有源滤波器两种类型。
本实验旨在通过搭建无源和有源滤波器电路,并对其进行测试和比较,以了解它们的工作原理和特性。
实验一:无源滤波器1.1 实验目的通过搭建无源滤波器电路,观察和分析其频率响应特性。
1.2 实验原理无源滤波器是指不引入能量源的滤波器,它主要由电感和电容组成。
在本实验中,我们将使用RC滤波器作为无源滤波器的代表。
RC滤波器由一个电阻和一个电容串联而成,通过改变电阻和电容的数值可以调节滤波器的截止频率。
1.3 实验步骤1)根据实验要求,选择合适的电阻和电容数值。
2)按照电路图搭建无源滤波器电路。
3)连接信号发生器和示波器,设置信号发生器输出正弦波信号。
4)逐渐调节信号发生器的频率,观察示波器上输出信号的振幅变化。
5)记录不同频率下的输出振幅,并绘制频率-振幅曲线。
1.4 实验结果与分析通过实验我们得到了频率-振幅曲线,可以看出在截止频率以下,输出信号的振幅基本保持不变,而在截止频率以上,输出信号的振幅逐渐减小。
这是因为在截止频率以下,电容对低频信号的阻抗较大,起到了滤波的作用;而在截止频率以上,电容对高频信号的阻抗较小,导致信号通过电容而无法被滤波。
实验二:有源滤波器2.1 实验目的通过搭建有源滤波器电路,观察和分析其频率响应特性。
2.2 实验原理有源滤波器是指引入能量源的滤波器,它可以通过放大器等有源元件来增强滤波效果。
在本实验中,我们将使用激励放大器和RC滤波器组成有源滤波器。
2.3 实验步骤1)根据实验要求,选择合适的电阻、电容和放大器数值。
2)按照电路图搭建有源滤波器电路。
3)连接信号发生器、放大器和示波器,设置信号发生器输出正弦波信号。
4)逐渐调节信号发生器的频率,观察示波器上输出信号的振幅变化。
有源滤波器实验报告
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实验七集成运算放大器的基本应用(H)—有源滤波器一、实验目的1、熟悉用运放、电阻和电容组成有源低通滤波、高通滤波和带通、带阻滤波器。
2、学会测量有源滤波器的幅频特性。
二、实验原理图7 —1四种滤波电路的幅频特性示意图由RC元件与运算放大器组成的滤波器称为RC有源滤波器,其功能是让一定频率范围内的信号通过,抑制或急剧衰减此频率范围以外的信号。
可用在信息处理、数据传输、抑制干扰等方面,但因受运算放大器频带限制,这类滤波器主要用于低频范围。
根据对频率范围的选择不同,可分为低通(LPF)、高通(HPF)、带通(BPF)与带阻(BEF)等四种滤波器,它们的幅频特性如图7 —1所示。
具有理想幅频特性的滤波器是很难实现的,只能用实际的幅频特性去逼近理想的。
一般来说,滤波器的幅频特性越好,其相频特性越差,反之亦然。
滤波器的阶数越高,幅频特性(a)低通(C)带通(d)带阻衰减的速率越快,但RC网络的节数越多,元件参数计算越繁琐,电路调试越困难。
任何高阶滤波器均可以用较低的二阶RC有滤波器级联实现。
1、低通滤波器(LPF)低通滤波器是用来通过低频信号衰减或抑制高频信号。
如图7 —2 (a)所示,为典型的二阶有源低通滤波器。
它由两级RC滤波环节与同相比例运算电路组成,其中第一级电容C接至输出端,弓I入适量的正反馈,以改善幅频特性。
图7—2 ( b)为二阶低通滤波器幅频特性曲线。
图7 —2二阶低通滤波器电路性能参数R fA UP=^- 二阶低通滤波器的通带增益R I截止频率,它是二阶低通滤波器通带与阻带的界限频率。
状。
2、高通滤波器(HPF与低通滤波器相反,高通滤波器用来通过高频信号,衰减或抑制低频信号。
只要将图7—2低通滤波电路中起滤波作用的电阻、电容互换,即可变成二阶有源高通滤波器,如图7 —3(a)所示。
高通滤波器性能与低通滤波器相反,其频率响应和低通滤波器是“镜象”关系,仿照LPH分析方法,不难求得HPF的幅频特性。
有源滤波器设计 实验报告
![有源滤波器设计 实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/affeca9248649b6648d7c1c708a1284ac85005ec.png)
有源滤波器设计实验报告有源滤波器设计实验报告引言:滤波器是电子电路中常见的重要组成部分,用于对信号进行滤波和处理。
有源滤波器是一种采用有源元件(如放大器)来增强信号处理能力的滤波器。
本实验旨在设计并实现一个有源滤波器,通过实验验证其滤波性能。
一、实验目的本实验的主要目的是设计和实现一个有源滤波器,通过调整电路参数和元件值,实现对不同频率信号的滤波。
同时,通过实验结果的分析,了解有源滤波器的工作原理和性能。
二、实验原理有源滤波器是一种利用有源元件(如运算放大器)来增强滤波器性能的电路。
常见的有源滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
它们分别通过选择合适的元件和电路拓扑结构来实现对不同频率信号的滤波。
三、实验步骤1. 根据设计要求,选择合适的电路拓扑结构和元件。
2. 按照电路图连接电路,并确保连接正确无误。
3. 根据设计要求,选择合适的元件值,并进行元件的选取和调整。
4. 使用信号发生器产生测试信号,并连接到有源滤波器的输入端。
5. 使用示波器测量有源滤波器的输出信号,并记录实验数据。
6. 根据实验数据,分析有源滤波器的滤波性能。
四、实验结果与分析通过实验,我们设计并实现了一个二阶有源低通滤波器。
在实验中,我们选择了合适的运算放大器和电容、电阻元件,并根据设计要求进行了调整。
实验结果显示,该有源滤波器能够有效滤除高频信号,只保留低频信号。
通过调整电路参数,我们还可以改变滤波器的截止频率,实现对不同频率信号的滤波。
五、实验总结本实验通过设计和实现有源滤波器,验证了其滤波性能。
通过调整电路参数和元件值,我们可以实现对不同频率信号的滤波。
有源滤波器在电子电路中具有重要的应用价值,能够对信号进行精确的滤波和处理。
通过本实验,我们对有源滤波器的工作原理和性能有了更深入的了解。
六、实验感想通过本次实验,我对有源滤波器的设计和实现有了更深入的理解。
在实验过程中,我遇到了一些问题,如电路连接错误和元件值选择不准确等。
有源滤波器实验报告(1)
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有源滤波器实验报告(1)有源滤波器实验报告一、实验目的1.了解有源滤波器的基本工作原理。
2.掌握有源低通和有源高通滤波器的实现方法及其频率特性。
3.学习使用多用途运放进行有源滤波器的设计。
二、实验原理有源滤波器由运放放大器和RC电路构成。
有源滤波器的基本原理是利用运放的放大作用以及RC电路的滤波作用实现滤波的过程。
有源滤波器分为有源低通滤波器和有源高通滤波器两种类型,分别用于对信号的低频和高频进行滤波。
三、实验仪器1.多用途运放实验板2.数字存储示波器3.脉冲信号发生器4.电源四、实验内容1.设计并搭建有源低通滤波器电路。
2.设计并搭建有源高通滤波器电路。
3.对低频和高频信号分别进行滤波实验。
4.在不同频率下测量有源低通和有源高通滤波器的增益和相位延迟特性。
五、实验步骤和操作1.设计有源低通滤波器电路。
按照RC低通滤波器的原理,选择合适的电阻和电容组合来计算截止频率,然后根据运放的放大倍数设计电压跟随电路来实现放大和增益控制。
将设计好的电路搭建在实验板上,并连接信号输入和输出端口,将脉冲信号发生器输出的信号接入输入端口,使用数字示波器来观察滤波结果。
2.设计有源高通滤波器电路。
按照RC高通滤波器的原理,选择合适的电阻和电容组合来计算截止频率,然后根据运放的放大倍数设计电压跟随电路来实现放大和增益控制。
将设计好的电路搭建在实验板上,并连接信号输入和输出端口,将脉冲信号发生器输出的信号接入输入端口,使用数字示波器来观察滤波结果。
3.测量有源低通和有源高通滤波器的增益和相位延迟特性。
分别在不同频率下进行测量,利用示波器测量输出信号的幅度和相位,计算出滤波器的增益和相位延迟特性。
六、实验结果和分析1.有源低通滤波器实验结果:实验中选择的截止频率为1kHz,测量得到在1kHz处的增益为18dB,相位延迟为-40度。
通过实验观察到,低频信号经过滤波器处理后能够得到较好的效果,高频信号被滤除,滤波器具有很好的低通滤波特性。
有源滤波器实验报告
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有源滤波器实验报告有源滤波器实验报告引言:在电子电路实验中,滤波器是一种常见的电路元件,用于对信号进行滤波处理。
滤波器可以将某个频率范围内的信号通过,而将其他频率范围内的信号削弱或者抑制。
本实验旨在研究有源滤波器的工作原理和特性,并通过实验验证其有效性。
实验目的:1. 理解有源滤波器的基本原理;2. 掌握有源滤波器的设计和调试方法;3. 通过实验验证有源滤波器的性能。
实验原理:有源滤波器是由一个放大器和一个被动滤波器组成的。
被动滤波器是由电阻、电容和电感等被动元件组成的,其频率响应特性由被动元件的参数决定。
而有源滤波器通过加入一个放大器,可以增加滤波器的增益和频率选择性。
实验步骤:1. 搭建有源低通滤波器电路。
根据实验要求,选择合适的被动滤波器参数和放大器类型,搭建电路。
2. 进行电路调试。
通过信号发生器输入不同频率的正弦波信号,观察输出波形,并调整电路参数,使得输出波形满足实验要求。
3. 测量电路参数。
使用示波器测量电路的输入输出电压,并记录下来。
4. 更换被动滤波器参数,重复步骤2和3,以验证不同参数对滤波器性能的影响。
5. 分析实验数据。
根据测量结果,绘制电路的频率响应曲线,并分析滤波器的特性。
实验结果:通过实验,我们成功搭建了有源低通滤波器电路,并进行了调试和测量。
实验数据显示,该滤波器在截止频率以下的频率范围内,可以将输入信号通过,并且增益较高;而在截止频率以上的频率范围内,输出信号的幅值逐渐下降,达到了滤波的效果。
进一步分析实验数据,我们发现滤波器的截止频率与被动滤波器的参数有关。
当电容或电感的数值增大时,截止频率也会相应增大,滤波器的频率选择性变弱。
而当电阻的数值增大时,滤波器的增益减小,输出信号的幅值也会减小。
讨论与总结:有源滤波器是一种常见的电子电路元件,广泛应用于各种电子设备中。
本实验通过搭建和调试有源滤波器电路,验证了其滤波效果和特性。
在实验过程中,我们发现滤波器的性能受到被动滤波器参数的影响。
无源滤波器和有源滤波器实验报告
![无源滤波器和有源滤波器实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/651c3c846037ee06eff9aef8941ea76e58fa4a04.png)
无源滤波器和有源滤波器实验报告无源滤波器和有源滤波器实验报告引言滤波器在电子领域中起着至关重要的作用,它可以帮助我们去除信号中的噪声,提高信号的质量。
无源滤波器和有源滤波器是两种常见的滤波器类型,它们在电路结构和性能特点上有所不同。
本实验旨在通过搭建无源滤波器和有源滤波器电路,比较它们的滤波效果和特点。
实验一:无源滤波器无源滤波器是由被动元件(如电阻、电容、电感)构成的滤波电路。
在本实验中,我们选择了RC低通滤波器进行研究。
1. 实验目的通过搭建RC低通滤波器电路,研究其频率特性和滤波效果。
2. 实验步骤a. 准备工作:收集所需器件和元件,包括电源、电阻、电容、示波器等。
b. 搭建电路:按照电路图连接电阻和电容,接入电源和示波器。
c. 调节参数:调节电源电压和示波器参数,使电路正常工作。
d. 测试频率响应:输入不同频率的信号,观察输出波形和幅度变化。
3. 实验结果通过实验观察,我们得到了RC低通滤波器的频率响应曲线。
在低频情况下,输出信号基本与输入信号保持一致;而在高频情况下,输出信号的幅度会逐渐降低,起到了滤波的作用。
这是因为电容器在高频情况下的阻抗较小,导致信号通过电容器的路径而绕过电阻。
实验二:有源滤波器有源滤波器是由主动元件(如运算放大器)和被动元件组成的滤波电路。
在本实验中,我们选择了Sallen-Key低通滤波器进行研究。
1. 实验目的通过搭建Sallen-Key低通滤波器电路,研究其频率特性和滤波效果。
2. 实验步骤a. 准备工作:收集所需器件和元件,包括电源、运算放大器、电阻、电容、示波器等。
b. 搭建电路:按照电路图连接运算放大器、电阻和电容,接入电源和示波器。
c. 调节参数:调节电源电压和示波器参数,使电路正常工作。
d. 测试频率响应:输入不同频率的信号,观察输出波形和幅度变化。
3. 实验结果通过实验观察,我们得到了Sallen-Key低通滤波器的频率响应曲线。
与RC滤波器相比,Sallen-Key滤波器具有更好的滤波效果和增益稳定性。
有源无源滤波器实验报告
![有源无源滤波器实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/6d13c49dcf2f0066f5335a8102d276a200296007.png)
有源无源滤波器实验报告实验目的,通过实验,掌握有源和无源滤波器的基本原理和特点,了解其在电路中的应用。
一、实验原理。
有源滤波器是利用放大器的放大作用和反馈作用,通过RC、RL等滤波电路实现滤波功能。
无源滤波器是利用电感、电容等被动元件组成的滤波电路实现滤波功能。
有源滤波器一般具有较高的输入电阻和较低的输出电阻,可以满足各种输入输出阻抗的匹配。
无源滤波器一般具有较低的输入电阻和较高的输出电阻,适合于与高阻抗的负载匹配。
二、实验仪器和器件。
1. 信号发生器。
2. 示波器。
3. 电阻、电容、电感。
4. 运算放大器。
5. 电路板、连接线等。
三、实验内容。
1. 有源低通滤波器的实验。
(1)按照实验电路图连接电路;(2)调节信号发生器的频率和幅值,观察输出波形,并记录实验数据;(3)分析实验数据,得出有源低通滤波器的频率特性曲线。
2. 无源高通滤波器的实验。
(1)按照实验电路图连接电路;(2)调节信号发生器的频率和幅值,观察输出波形,并记录实验数据;(3)分析实验数据,得出无源高通滤波器的频率特性曲线。
四、实验结果与分析。
通过实验数据的记录和分析,我们得出了有源低通滤波器和无源高通滤波器的频率特性曲线。
可以清楚地看到,在一定频率范围内,有源滤波器和无源滤波器对信号的响应特性,从而验证了它们的滤波功能。
五、实验总结。
通过本次实验,我们深入理解了有源和无源滤波器的原理和特点,掌握了它们在电路中的应用。
同时,通过实验操作,提高了我们的动手能力和实验数据处理能力。
六、实验心得。
本次实验让我对有源无源滤波器有了更深入的了解,也提高了我的实验操作能力和数据分析能力。
在未来的学习和工作中,我会更加注重理论与实践相结合,不断提高自己的专业能力。
以上就是本次有源无源滤波器实验的实验报告,希望能对大家有所帮助。
RC有源滤波器实验设计报告(二)
![RC有源滤波器实验设计报告(二)](https://img.taocdn.com/s3/m/3379eec6f80f76c66137ee06eff9aef8941e48b0.png)
RC有源滤波器实验设计报告(二)
1. 实验目的
本次实验的目的是设计并制作一个RC有源滤波器,通过实验验证其滤
波效果,并深入了解有源滤波器的工作原理和设计方法。
2. 实验原理
RC有源滤波器是一种基于RC滤波器的电路,通过加入一个放大器来增加滤波器的增益和频率选择性。
其基本原理是将输入信号经过一个RC
滤波器,然后再通过一个放大器来放大信号,最后输出滤波后的信号。
3. 实验步骤
1)根据设计要求选择合适的电容和电阻,设计RC滤波器的截止频率。
2)根据放大器的放大倍数和输入阻抗,确定放大器的电路结构和参数。
3)将RC滤波器和放大器连接起来,组成RC有源滤波器电路。
4)使用万用表和示波器对电路进行调试和测试,调整电路参数,使得
滤波器输出符合设计要求。
5)记录实验数据,分析滤波器的性能和特点。
4. 实验结果
经过实验测试,我们成功设计并制作了一个RC有源滤波器,其截止频
率为1kHz,放大倍数为10倍。
在输入一个频率为1kHz的正弦波时,经过滤波器后输出的幅值和相位均符合设计要求。
同时,我们还测试了滤波器对不同频率信号的响应,发现滤波器对高频信号有较好的抑制效果,对低频信号的放大倍数较高。
5. 实验结论
本次实验成功设计并制作了一个RC有源滤波器,通过实验验证了其滤波效果和特点。
同时,我们也深入了解了有源滤波器的设计原理和方法,对于以后的电路设计和实验有了更深入的认识和理解。
有源滤波器实验报告
![有源滤波器实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/b223edbc0342a8956bec0975f46527d3240ca605.png)
有源滤波器实验报告实验目的,通过实验了解有源滤波器的基本原理和性能特点,掌握有源滤波器的设计和调试方法。
一、实验原理。
有源滤波器是利用运算放大器等有源元件构成的滤波器。
有源滤波器有很高的输入阻抗,可以避免负载效应,同时具有较高的增益,能够提供滤波器所需的电压增益。
有源滤波器的频率特性由运算放大器和被动元件的特性共同决定,因此可以通过调整被动元件的数值来改变滤波器的频率特性。
二、实验仪器与设备。
1. 示波器。
2. 函数信号发生器。
3. 直流稳压电源。
4. 电阻、电容、运算放大器等元器件。
5. 面包板、连接线等。
三、实验步骤。
1. 按照设计要求,选择合适的运算放大器和被动元件,并按照电路图连接电阻、电容和运算放大器等元器件。
2. 将函数信号发生器的输出端与有源滤波器的输入端相连,调节函数信号发生器的频率和幅度,观察有源滤波器的输入输出波形。
3. 将示波器的探头分别连接到有源滤波器的输入端和输出端,调节函数信号发生器的频率,观察示波器上的输入输出波形,并记录波形的变化。
4. 分别测量不同频率下有源滤波器的输入输出电压,绘制输入输出电压与频率的关系曲线。
5. 对有源滤波器的电路参数进行调整,观察滤波器的频率特性的变化。
四、实验结果与分析。
通过实验测量得到了有源滤波器的输入输出波形和输入输出电压随频率变化的曲线。
从实验结果可以看出,有源滤波器能够实现对不同频率信号的滤波处理,同时具有较高的增益。
通过调整电路参数,可以改变有源滤波器的频率特性,实现对不同频率信号的滤波效果。
五、实验总结。
本实验通过对有源滤波器的基本原理和性能特点进行了实验验证,掌握了有源滤波器的设计和调试方法。
通过实验,加深了对有源滤波器的工作原理的理解,提高了实验操作能力和实验数据处理能力。
六、实验心得。
通过本次实验,我深刻理解了有源滤波器的原理和性能特点,掌握了有源滤波器的设计和调试方法。
在实验中,我遇到了一些问题,但通过认真思考和实验操作,最终取得了满意的实验结果。
有源滤波器的设计实验报告
![有源滤波器的设计实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/dda17a9bd05abe23482fb4daa58da0116c171f35.png)
有源滤波器的设计实验报告引言滤波器是电子工程中常用的电路元件,用于削弱或增强信号中的某些频率成分。
有源滤波器是一种由放大器和无源滤波器组成的电路,具有较好的增益和频率选择性能。
本实验旨在设计一个有源滤波器,以满足特定的频率响应要求。
设计目标本实验的设计目标是实现一个低通滤波器,其截止频率为f0,并具有一定的增益。
为了实现这一目标,需要选择合适的滤波器类型和电路参数。
设计步骤以下是设计有源滤波器的步骤:步骤一:选择滤波器类型根据设计要求,本实验选择了巴特沃斯滤波器作为设计基础。
巴特沃斯滤波器是一种常用的滤波器,具有平坦的通频带和陡峭的衰减特性。
步骤二:确定截止频率根据设计要求,截止频率f0已知。
在巴特沃斯滤波器中,截止频率与极点有关。
通过选择合适的极点位置,可以实现所需的截止频率。
步骤三:选择放大器类型有源滤波器需要一个放大器来提供增益。
常见的放大器类型有运算放大器和差动放大器。
本实验选择了运算放大器作为放大器类型,因为它具有简单的电路结构和较好的性能。
步骤四:计算电路参数根据所选的滤波器类型和放大器类型,可以计算出所需的电路参数。
包括放大器增益、电阻和电容值等。
步骤五:电路实现根据计算结果,可以开始设计电路。
根据电路参数计算电阻和电容值,并连接电路元件。
在连接电路之前,需要对电路进行仿真和检验。
步骤六:测量和调试完成电路连接后,需要进行测量和调试。
使用信号发生器输入测试信号,并使用示波器观察输出信号。
根据观察结果,调整电路参数和放大器增益,直到达到设计要求。
实验结果经过以上步骤的设计和调试,我们成功实现了一个具有截止频率为f0的低通滤波器。
实验结果显示,该滤波器在通频带范围内具有平坦的频率响应,并且在截止频率附近具有陡峭的衰减特性。
结论本实验通过使用巴特沃斯滤波器和运算放大器的组合,成功设计了一个满足特定频率响应要求的有源滤波器。
实验结果证明了设计的可行性和有效性。
有源滤波器在电子工程中具有广泛的应用,可以用于信号处理、音频放大和仪器测量等领域。
有源无源滤波器实验报告
![有源无源滤波器实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/ab4efe08e55c3b3567ec102de2bd960590c6d932.png)
有源无源滤波器实验报告有源无源滤波器实验报告引言:滤波器是电子电路中常见的一个组件,它可以根据不同的频率特性来选择性地通过或者阻断信号。
有源滤波器和无源滤波器是两种常见的滤波器类型,它们在电路结构和性能上有所不同。
本实验旨在通过实际搭建电路并进行测试,比较有源滤波器和无源滤波器的特性和性能。
实验材料和方法:本实验使用的主要材料包括电阻、电容、电感、运放等。
实验中,我们将分别搭建有源低通滤波器和无源低通滤波器电路,并通过示波器观察和记录其频率响应曲线。
实验过程和结果:1. 有源滤波器实验首先,我们搭建了一个有源低通滤波器电路。
该电路由一个运放和几个电阻、电容组成。
我们通过改变电容的值,观察了滤波器的截止频率对输出信号的影响。
实验结果显示,当截止频率较低时,滤波器能够有效地滤除高频噪声,输出信号更为稳定。
但当截止频率较高时,滤波器的效果变差,输出信号中的高频成分较多。
2. 无源滤波器实验接下来,我们搭建了一个无源低通滤波器电路。
该电路由电阻和电容组成,没有运放等主动元件。
同样地,我们改变了电容的值,并观察了滤波器的截止频率对输出信号的影响。
与有源滤波器相比,无源滤波器的效果稍差。
在截止频率较低时,无源滤波器能够滤除一部分高频噪声,但仍有一些高频成分通过。
而在截止频率较高时,无源滤波器的滤波效果几乎可以忽略不计。
3. 比较和分析通过对比两种滤波器的实验结果,我们可以得出以下结论:(1)有源滤波器的性能优于无源滤波器。
有源滤波器通过运放等主动元件的放大作用,能够更有效地滤除高频噪声,输出信号更为纯净。
(2)无源滤波器虽然性能较差,但在一些简单的应用场景中仍然具有一定的实用性。
由于无源滤波器的结构简单,成本低廉,可以满足一些对滤波效果要求不高的应用需求。
(3)在实际应用中,我们需要根据具体的需求和预算来选择合适的滤波器类型。
如果对滤波效果有较高要求,有源滤波器是更好的选择;而对于一些预算有限的应用,无源滤波器可以作为一种经济实用的替代方案。
有源滤波器实验报告
![有源滤波器实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/9d6380ec250c844769eae009581b6bd97f19bc17.png)
有源滤波器实验报告实验目的:1.了解有源滤波器的基本结构和工作原理;2.掌握有源滤波器的设计和调试方法;3.分析实验结果,验证有源滤波器的性能。
实验原理:在实验中,我们使用了一种常见的有源滤波器结构,Sallen-Key低通滤波器,其电路图如下所示:[图片]该电路由一个放大器、两个电容和两个电阻组成。
放大器起到放大信号的作用,电容和电阻则决定了滤波器的截止频率和滤波器特性。
实验步骤:1. 搭建Sallen-Key低通滤波器电路,按照电路图连接好放大器、电容和电阻。
2.使用函数发生器产生一个正弦信号作为输入信号,将信号的频率设置为10kHz,幅值设置为1V。
3.将信号输入到滤波器电路的输入端,并将滤波器的输出端连接到示波器的输入端。
4.调节放大器的增益,使得在输出信号的幅值最大时不失真。
5.调节滤波器的电容和电阻,改变滤波器的截止频率,观察输出信号的变化。
6.记录并分析实验数据,绘制滤波器的频率响应曲线。
实验数据:在实验过程中,我们记录了不同频率下滤波器输出信号的幅值,并绘制了频率响应曲线,结果如下所示:[数据表格][频率响应曲线]实验结果分析:根据实验数据和频率响应曲线可以看出,随着输入信号频率的增加,滤波器的输出信号幅值逐渐减小。
当输入信号频率接近滤波器的截止频率时,输出信号的幅值明显减小,说明滤波器对高频信号有良好的抑制作用。
而当输入信号频率远小于滤波器的截止频率时,输出信号的幅值几乎保持不变。
实验总结:通过本次实验,我们学习了有源滤波器的基本原理和设计方法,并成功搭建了Sallen-Key低通滤波器电路。
实验结果表明,滤波器具有对高频信号抑制的能力,能够有效滤除高频噪声。
在今后的实际应用中,有源滤波器将发挥重要的作用,如音频处理、通信系统等领域。
因此,掌握有源滤波器的原理和设计方法对我们的学习和工作都具有重要的意义。
有源滤波器实验报告总结
![有源滤波器实验报告总结](https://img.taocdn.com/s3/m/9d99b4b20342a8956bec0975f46527d3250ca651.png)
有源滤波器实验报告总结引言:有源滤波器是一种能够改变信号频率响应的电路,它通过引入有源元件(如放大器)来增强信号的幅度或改变相位,以实现滤波功能。
本实验旨在通过搭建有源滤波器电路并进行实验,验证其滤波效果,并对实验结果进行总结和分析。
实验方法:1. 实验器材准备:准备好实验所需的放大器、电阻、电容等器件,并按照电路图连接好。
2. 实验电路搭建:根据给定的电路图,按照正确的连接方式搭建有源滤波器电路。
3. 实验信号输入:将待滤波的信号输入到电路的输入端口。
4. 信号输出测量:将滤波后的信号输出到示波器上,并观察信号的波形、幅度和相位等特征。
5. 实验数据记录:记录实验中所得到的信号波形和相关参数的数值。
6. 实验结果分析:根据实验数据进行结果分析和总结。
实验结果:通过本次实验,我们成功搭建了一个有源滤波器电路,并进行了信号输入和输出的测量。
实验结果显示,该有源滤波器能够有效地滤除输入信号中的高频成分,使得输出信号的频率响应呈现出一定的滤波效果。
在实验中,我们分别输入了不同频率的信号,并观察了输出信号的波形和幅度。
实验结果表明,当输入信号的频率较低时,输出信号的幅度相对较大,而当输入信号的频率较高时,输出信号的幅度显著降低。
这说明该有源滤波器能够有效地滤除高频成分,使得输出信号更加接近输入信号的低频部分。
我们还观察到输出信号的相位与输入信号的相位存在一定的差异。
实验结果显示,当输入信号的频率发生变化时,输出信号的相位也会随之发生变化。
这说明该有源滤波器在滤波的同时,也对信号的相位进行了一定的调整。
实验总结:通过本次有源滤波器实验,我们深入了解了有源滤波器的原理和工作机制,并验证了其滤波效果。
实验结果表明,有源滤波器能够有效地滤除高频成分,并对信号的幅度和相位进行调整,使得输出信号更加接近输入信号的低频部分。
在实验过程中,我们还发现有源滤波器的滤波效果与电路参数的选择有关。
例如,改变电阻和电容的数值,可以调整滤波器的截止频率和带宽,从而实现不同的滤波效果。
实验有源滤波器设计(集成运放的综合应用)
![实验有源滤波器设计(集成运放的综合应用)](https://img.taocdn.com/s3/m/7b8a8b6bf7ec4afe04a1df73.png)
四、实验内容
(2)低通特性的测试:
Ⅰ:选择正弦信号Ui幅度(保证输出波形不失真)
②细测
No Ⅱ:改变频率,测输出Uo(保证Ui幅度不变) Image
Ⅲ:记录数据,填入表格,描绘幅频特性曲线
f (Hz) U0(V) U0/Ui
测量频点应大于10个,并特别注意观测截止频率点。 以频率的对数为横坐标,电压增益的分贝数20lgU0/UI 为纵坐标,由所测结果描绘低通滤波器的幅频特性曲线。
(选做) 设计带通和带阻滤波器实验电路分别测试, 记录数据。
(1) 实测电路的中心频率fO
;
(2) 以实测中心频率为中心,测绘电路的 幅频特性。 f (Hz) U0(V) U0/Ui
五、报告要求
☺ 1. 整理实验数据,画出各电路实测的 幅频特性。 ☺ 2. 根据实验曲线,计算截止频率、中 心频率,带宽及品质因数。 ☺ 3. 总结有源滤波电路的特性。
——集成运放的综合应用
一、预习要求
实验六
有源滤波器 的设计
二、实验目的
三、实验原理 四、实验内容 五、报告要求
一、预习要求
1. 复习有关低通滤波、高通滤波
和带通、带阻滤波器原理。
2. 了解集成运放构成有源滤波器 的应用电路。
二、实验目的
1. 熟悉由运放、电阻和电容组成 有源低通滤波、高通滤波和带 通、带阻滤波器。 2. 掌握有源滤波器的幅频特性测 量及性能分析。
三、实验原理
4.带阻滤波器 (BEF)
带阻滤波电路的幅频特性曲线
主要性能参数:
通带增益:
A up
通带宽度:
Rf 1 R1
中心频率:
1 fO 2 πRC
1 2(2 A up )
有源滤波器实验报告
![有源滤波器实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/e29e1d6e81c758f5f61f67ca.png)
实验报告课程名称:电路分析与设计实验指导老师:成绩:__________________ 实验名称:滤波器分析与设计实验实验类型:电子技术型实验一、实验目的和要求(必填)二、实验内容和原理(必填)三、主要仪器设备(必填)四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析(必填)七、讨论、心得一、实验目的和要求:1.掌握有源滤波器的分析和设计方法。
2.学习有源滤波器的调试、幅频特性的测量方法。
3.了解滤波器的结构和参数对滤波器性能的影响。
4.用EDA仿真的方法来研究滤波电路,了解元件参数对滤波效果的影响二、实验内容和原理:1.设计二阶有源多重负反馈型低通滤波器,其参数指标:通带增益,固有频率;计算其品质因数Q和实际的截止频率;2.对所设计的有源滤波器进行软件仿真,分析其参数指标,及其幅频/相频特性曲线;3.对步骤2设计所得的电路参数做适当调整,并重新设计和软件仿真,观察参数对品质因数Q和截止频率的影响;4.仿照步骤1/2/3,设计并仿真二阶有源高通、带通滤波器(指标自定义)。
5. 实际电路测试6. 滤波器主要性能指标1)传递函数Av(s):反映滤波器增益随频率的变化关系,也称为电路的频率响应、频率特性。
2)通带增益Avp:通频带放大倍数,为一个实数。
3)固有频率fc:也称自然频率、特征频率,其值由电路元件的参数决定。
4)通带截止频率fp:滤波器增益下降到其通带增益Avp 的0.707倍时所对应的频率(也称–3dB 频率、半功率点、上限频率(ωH 、fH )或下限频率(ωL、fL)。
5)品质因数Q:反映滤波器频率特性的一项重要指标,不同类型滤波器的定义不同。
三、主要仪器设备:模电实验箱、函数信号发生器、示波器、稳压源四、操作方法和实验步骤:1)在实验箱上连接所设计的电路。
2)有源滤波器的静态调零。
3)测量滤波器的通带增益Avp、通带截止频率fp。
4)测量滤波器的频率特性。
5)依次测试低通滤波器、高通滤波器,再将两者串联为带通滤波器,最后再使用单运放直接连接为带通滤波器并测试。
有源滤波器实验报告
![有源滤波器实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/9591a31e3a3567ec102de2bd960590c69fc3d84c.png)
有源滤波器实验报告实验报告:有源滤波器引言:有源滤波器是一种常用的电子电路,用于对信号进行滤波和增强。
通过引入放大器元件,有源滤波器能够实现更高的增益和更好的频率选择性。
本实验旨在通过搭建有源滤波器电路,研究其滤波特性和频率响应。
实验目的:1. 了解有源滤波器的工作原理和基本结构。
2. 掌握有源滤波器的电路搭建方法和调试技巧。
3. 分析和验证有源滤波器的滤波特性和频率响应。
实验器材:1. 函数发生器2. 电压放大器3. 直流电源4. 频谱仪5. 示波器6. 电阻、电容等元件7. 连接线等实验辅助器材实验步骤:1. 搭建有源低通滤波器电路。
2. 调整电路参数,如电阻和电容值,以实现所需的滤波特性。
3. 连接函数发生器和频谱仪,分别输入信号和输出信号。
4. 使用函数发生器产生不同频率的正弦波信号,记录频谱仪的输出结果。
5. 分析频谱仪输出结果,验证有源滤波器的滤波特性和频率响应。
实验结果:通过实验,我们得到了有源滤波器的频率响应曲线。
该曲线显示了滤波器在不同频率下的增益和幅频特性。
我们可以观察到滤波器对不同频率的信号有不同的响应,从而实现了信号的滤波和增强。
讨论与分析:在实验过程中,我们发现有源滤波器的电路参数对滤波特性有重要影响。
例如,改变电阻和电容的数值可以改变滤波器的截止频率和增益。
通过调整这些参数,我们可以根据实际需求设计不同类型的有源滤波器。
此外,我们还观察到有源滤波器对输入信号的相位有一定的影响。
在某些频率下,滤波器会引入相位延迟或相位差。
这是由于滤波器的频率选择性导致的,需要在实际应用中进行相应的补偿。
结论:有源滤波器是一种常用的电子电路,能够对信号进行滤波和增强。
通过实验,我们了解了有源滤波器的工作原理和基本结构,掌握了电路搭建和调试技巧。
通过分析实验结果,我们验证了有源滤波器的滤波特性和频率响应。
这些知识和技能对于电子工程师和通信工程师具有重要意义,可应用于各种电子设备和通信系统中。
有源滤波器实验报告
![有源滤波器实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/249592b6d1d233d4b14e852458fb770bf78a3b6e.png)
有源滤波器实验报告实验报告:有源滤波器设计与实验一、实验目的:1.了解有源滤波器的基本原理和结构;2.学习并掌握有源滤波器的设计方法;3.通过实验验证有源滤波器的滤波性能。
二、实验器材与设备:1.信号发生器;2.电压表;3.示波器;4.集成运算放大器;5.电阻、电容等被试器件;6.连接线等。
三、实验原理:四、实验内容:1.选择合适的电阻和电容值;2.根据所需的滤波类型(高通、低通、带通等),设计电路图;3.对电路进行搭建和连接,注意连接线的正确连接;4.使用示波器对输入输出的波形进行观察,并记录数据;5.分别改变输入信号的频率,观察输出波形和幅频特性;6.根据实验数据进行分析和总结。
五、实验结果与分析:根据实际操作和数据记录,可以得到有源滤波器的输入输出波形,并根据示波器上的数据进行幅频特性分析。
六、实验总结:通过本次实验,我们深入了解了有源滤波器的工作原理和滤波效果。
实验中我们根据所需的滤波类型选择合适的电阻和电容值,并设计了电路图。
在实验过程中,我们观察了输入输出波形,并记录了数据。
根据数据分析,我们发现有源滤波器在不同信号频率下的滤波效果明显,并符合理论预期。
在实验中,我们还需要注意电路连接的正确性和实验数据的准确性。
通过本次实验,我们进一步巩固了有源滤波器的原理和设计方法,学会了如何通过实验验证滤波器的性能。
1.《电子技术基础》,第三版,李明,高等教育出版社。
2.《模拟电子技术基础实验指导书》,李华,华南理工大学出版社。
八、附录:实验中使用的电路图、示波器数据和数据分析表格等。
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电气工程学院
实验名称:有源滤波器设计实验课程:电路与电子技术实验2
课程号:101C0330
学期:2018春夏学期
任课教师:沈连丰
课程名称:电路与电子技术实验2 指导老师:沈连丰成绩:__________________ 实验名称:有源滤波器设计实验实验类型:练习型
一、实验目的和要求(必填)二、实验内容和原理(必填)
三、主要仪器设备(必填)四、操作方法和实验步骤
五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析(必填)
七、讨论、心得
一、实验目的和要求
1.掌握有源滤波器的分析和设计方法。
2.学习有源滤波器的调试、幅频特性的测量方法。
3.了解滤波器的结构和参数对滤波器性能的影响。
4.用EDA仿真的方法来研究滤波电路,了解元件参数对滤波效果的影响。
二、实验内容和原理
实验原理:
1.传递函数A v(s) :反映滤波器增益随频率的变化关系,也称为电路的频率响应、频率特性。
2.通带增益A v p:为一个实数。
(针对LPF)、(针对HPF)、(针对BPF)、(针对BEF)。
3.固有频率f0:也称自然频率、特征频率,其值由电路元件的参数决定。
4.通带截止频率f p:滤波器增益下降到其通带增益A v p 的0.707倍时所对应的频率(也称–3dB 频率、半功率点、上限频率(ωH 、f H )或下限频率(ωL 、f L )。
5.品质因数Q:反映滤波器频率特性的一项重要指标,不同类型滤波器的定义不同。
例如,在低通和高通滤波器中,定义为当时增益的模与通带增益之比。
实验内容:
1.设计一个简单的二阶、有源、低通滤波器(LPF,同相型),并测量其幅频特性。
2.设计一个简单的有源、低通滤波器(LPF,同相型),并测量其幅频特性。
3.设计一个二阶、有源、压控型(单一正反馈支路)、低通滤波器(LPF,同相型),并测量其幅频特性。
4.设计一个二阶、有源、多路负反馈型、低通滤波器(LPF,反相型),并测量其幅频特性。
三、主要仪器设备
1.集成运算放大器LM358
2.电阻电容等元器件
3.MY61数字万用表
4.示波器
5.函数信号发生器
四、操作方法和实验步骤
1、实验内容
(1) 在实验板上安装所设计的电路。
(2) 有源滤波器的静态调零。
(3) 测量滤波器的通带增益A v p、通带截止频率f p。
(4) 测量滤波器的频率特性(有条件时可使用扫频仪)。
(5) 改变电路参数,研究品质因数Q 对滤波器频率特性的影响。
2、设计一个二阶有源低通滤波器。
具体要求如下:
(1) 通带截止频率:f p=1kHz;
(2) 通带增益:A v p=1~2 ;
(3) 品质因数:Q = 0.707 ;
(4) 集成运放选用LM358 ,电容选用0.1~0.01μF,电阻控制在kΩ~MΩ数量级。
3、有源低通滤波器的调试方法
(1) 定性检查电路是否具备低通特性
在输入端加上幅度固定的正弦波信号,改变输入信号的频率范围,用示波器或交流毫伏表观测输出电压的幅度变化(要求峰峰值≤10V pp),检查电路是否具备低通特性。
如不具备,则应找出原因,排除电路故障;如已具备低通特性则可进一步调试低通滤波器的特性。
(2) 低通滤波器的特性调试
低通滤波器的特性调试应按有关计算式进行。
在一般情况下,应尽量选用相互间没有影响或影响较小的元件进行调整。
如果有必要,这些调整须反复进行。
(3) 测绘滤波电路的幅频特性曲线。
有条件时,可用扫频仪直接观测滤波电路的幅频特性。
4、设计一个二阶有源低通滤波器。
分别选用如下3 种电路形式来实现。
二阶、有源、压控型(单一正反馈支路)、低通滤波器(LPF,同相型):
简单的二阶、有源、低通滤波器(LPF,同相型):
二阶、有源、多路负反馈型、低通滤波器(LPF ,反相型):
五、实验数据记录和处理
1.简单的二阶、有源、低通滤波器(LPF ,同相型)
取输入Vpp=500mV
仿真如下:
Rf
39k
V
V+
V1
15Vdc
FREQ = 3kHz
VAM PL = 5V VOFF = 0V AC = 1V
得到的幅频特性曲线如下:
2.简单的有源、低通滤波器(LPF,同相型)
当波形刚开始出现时的波形:
此时的Vpp 为18.6V ,频率为9.346kHz 。
仿真如下:
V +
FRE Q = 3kHz
V AM PL = 5V V OFF = 0V A C = 1V Rf
{Rf}
V
V 1
15V dc
得到的幅频特性曲线如下:
输入信号幅度控制为10mV。
有:
f H≈537kHz。
3.二阶、有源、压控型(单一正反馈支路)、低通滤波器(LPF,同相型)
仿真结果如下:
4.二阶、有源、多路负反馈型、低通滤波器(LPF,反相型)
C1=0.01u:
C2=0.1u:
六、实验结果与分析
1.简单的二阶、有源、低通滤波器(LPF,同相型)
由“逐点测量法”测量并绘制出的滤波电路的幅频特性曲线可以发现,这是一条先保持稳定然后下降的曲线。
并且,当输出电压幅值为初始稳定输出值的1/3时,频率f0约为1.59kHz,当输出电压幅值为初始稳定输出值的0.707倍时,频率fp约为0.59kHz,为f0的0.37倍。
2.简单的有源、低通滤波器(LPF,同相型)
由“逐点测量法”测量并绘制出的滤波电路的幅频特性曲线可以发现,这是一条先保持稳定然后下降的曲线。
并且,当输出电压幅值为初始稳定输出值的0.707倍时,频率fp约为535kHz。
当输出电压波形刚开始出现三角波时,产生如下的波形:
此时的输出电压Vpp为18.60V,频率为9.346kHz。
输入信号幅度控制为10mV。
有:
改变输入信号的频率范围,用示波器或交流毫伏表观察输出电压的幅度变化。
当测出的输出电压值达到Uo×0.707值时,停止信号源频率的改变,此时信号源所对应的输出频率即为上限频率f H或下限频率f L。
Uo=16.0mV。
f H≈600kHz。
3.二阶、有源、压控型(单一正反馈支路)、低通滤波器(LPF,同相型)
取Rf=39k时,由“逐点测量法”测量并绘制出的滤波电路的幅频特性曲线可以发现,这是一条先保持稳定然后先稍有上升,再逐渐下降至0的曲线。
并且,当输出电压幅值先上升再下降至与原初始稳定电压幅值相等时,频率约为1.6kHz,当输出电压幅值为初始稳定输出值的0.707倍时,频率fp约为2kHz。
取Rf=100k时,Avp>3,Q趋向于无穷大,电路产生如下所示的自激振荡波形:
4.二阶、有源、多路负反馈型、低通滤波器(LPF,反相型)
取C1=0.01u时,由“逐点测量法”测量并绘制出的滤波电路的幅频特性曲线可以发现,这是一条先保持稳定,再逐渐下降至0的曲线。
取C1=0.1u时,由“逐点测量法”测量并绘制出的滤波电路的幅频特性曲线可以发现,这是一条先保持稳定然后先稍有上升,再逐渐下降至0的曲线。
七、讨论、心得
这次实验难度不大,通过本次实验,我掌握了有源滤波器的分析和设计方法,学习了有源滤波器的调试、幅频特性的测量方法,加深了对于滤波器的结构和参数对滤波器性能的影响的理解。
实验完成后我还用EDA仿真的方法来研究滤波电路,再次强化了PSpice的熟练程度,了解了元件参数对滤波效果的影响。