实验手册(总)_网络化测控技术

实验手册
实验一 传感器认知与测试实验
5.1 实验目的
了解和熟悉差动变压器式位移传感器的工作原理及其技术指标。

5.2 实验要求
1、 了解FT81位移传感器的工作原理与特性；
2、 测量并记录位移传感器的移动距离与输出电压；
3、 画出Uo —X 曲线，根据曲线找出线性区域及进行正、负位移测量时的最佳工作点。

5.3 实验原理 5.3.1 基本原理
传感器的结构原理如图5-1所示。

其中由三个固定绕组和一个活动铁心，而固定绕组的布置形式有两种：图5-1（a ）是将初级绕组绕在中间，每个次级绕组分别绕在两端；图5-1（b ）是将初级绕组绕在两个磁极绕组的外面。

他们的电路原理图均可由图5-1（c ）表示。

图5-1 差动变压器式位移传感器
（a ）初级绕组在中间；（b ）初级绕组在外面；（c ）电路原理图
当初级绕组通以交流电时，两个次级绕组均有感应电动势产生。

现将两个次级绕组引线的首端分别引出，两个末端接在一起。

当铁心置于两个次级绕组中间时对称位置时，则两个次级绕组（W 1，W 2）所产生的感应电动势之差为零。

如果铁心向第一次级绕组W 1方向移动，则W 1的感应电动势增加，而W 2的感应电动势相应地减小，它们的瞬时值方向相同，但大小不同，其差值就是传感器的输出，并且动铁心位移方向不同，还有不同的极性的显示。

传感器的输出电势
210U U U -= （5－1）
式中，U 1 —— W 1的感应电动势； U 2 —— W 2的感应电动势。

如果铁心向W 2移动时，则有
120U U U -= （5－2）
5.3.2
测量电路
图5-2所示差动变压器式位移传感器的测量电路。

这是属于半波解调测量电路。

在其初级绕组W0上不需加400Hz的激磁电压，并要求其幅值及频率恒稳不变，否则将引入测量误差。

图5-2 半波解调测量电路
另一种测量电路为全波解调电路，并且还包括了提供初级绕组激磁电压，如图5-3所示。

图5-3 全波解调测量电路
5.3.3FT81位移传感器
FT81位移传感器是采用差动变压器(LVDT)原理，传感器内的专用电路产生音频电压为LVDT励磁，同时将LVDT的二次电压解调、滤波成与位移量成线性关系的直流缓变信号后输出。

用户使用时只需提供直流稳定电压, 即可获得直流电压输出。

如图5-4所示为FT81位移传感器外形与接线图。

图5-4 FT81位移传感器外形与接线图
主要技术条件：
供电电压：直流6～12 V
环境温度： 0～+60℃
温度系数：零点≤0.008％／℃量程≤0.02％／℃
纹波系数：≤30 mV(r.m.s.)
引出电缆： SBVPV/4x0.3 屏蔽电缆2～3米最大外径6.5 mm
5.4实验步骤
1)按如图5-6所以连接电源，电源选择直流6-12V；
2)将位移传感器输出端连接至万用表电压档；
3)测量方法：如图5-5示用两把尺子推动传感器的可移动芯，测量可移动芯的长度X
图5-5 测量方法图示（黑色粗线为尺子）
4)寻找零点：
将位移传感器的可移动芯从最外缓慢推移到顶，观察万用表读数，记录当输出电压
，即传感器位移为零的点；
为零的点，用直尺测量可移动芯的长度X
5)测量位移与输出电压
将传感器的可移动芯由外往内缓慢的推动，一次测量不同点的位移与输出电压，并将结果记录在表格中。

多次重复步骤(3)、(4);
6)作出Uo—ΔX曲线，并分析实验结果
5.5实验结果
1、FT81位移传感器实验结果
输入电压Ui=_________
2、作出Uo—ΔX曲线，并分析实验结果
实验二基础
一、实验板介绍
网络测控的实验二、三、四在图1所示的多功能信号调理实验板上完成。

该实验板包括了放大部分，滤波部分及数据采集部分三大部分功能。

其中放大部分由同相放大、反相放大、多级放大及仪用放大四部分组成；滤波部分由低通滤波、高通滤波、带通滤波及带阻滤波四部分组成，并且该滤波部分还包括了信号源的产生及信号的叠加，送给下一级滤波电路进行滤波；数据采集部分包括了数字量输入、数字量输出、模拟量输入及模拟量输出。

实验板实物图及主要导线的连接如图1所示：
图1 多功能信号调理实验板
二、电源、信号发生器和示波器的使用 1)、电源
A 、 面板及面板中各元件的作用：
如图2所示为实验室中常用的电源，用来给实验板提供所需电源。

图2 电源面板图
（1、4）电表或数字表：指示主路输出电压、电流值。

（5）从路稳压输出电压调节旋钮：调节从路输出电压值。

（6）从路稳流输出电流调节旋钮：调节从路输出电流值。

（即限流保护点调节）
（7）电源开关：当此电源开关被置于“ON”时（即开关被揿下时），机器处于“开”状态，此时稳压指示灯亮或稳流指示灯亮。

反之，机器处于“关”状态（即开关弹起时）。

（8）从路稳流状态或二路电源并联状态指示灯：当从路电源处于稳流工作状态时或二路电源处于并联状态时，此指示灯亮。

（9）从路稳压状态指示灯：当从路电源处于稳压工作状态时，此指示灯亮。

（10）从路直流输出负接线柱：输出电压的负极，接负载负端。

（11）机壳接地端：机壳接大地。

（12）从路直流输出正接线柱：输出电压的正极，接负载正端。

（13）二路电源独立、串联、并联控制开关。

（14）二路电源独立、串联、并联控制开关。

（15）主路直流输出负接线柱：输出电压的负极，接负载负端。

（16）机壳接地端：机壳接大地。

（17）主路直流输出正接线柱：输出电压的正极，接负载正端。

（18）主路稳流状态指示灯：当主路电源处于稳流工作状态时，此指示灯亮。

（19）主路稳压状态指示灯：当主路电源处于稳压工作状态时，此指示灯亮。

（20）固定5V直流电源输出负接线柱：输出电压负极，接负载负端。

（21）固定5V直流电源输出正接线柱：输出电压正极，接负载正端。

（22）主路稳流输出电流调节旋钮：调节主路输出电流值（即限流保护点调节）。

（23）主路稳压输出电压调节旋钮：调节主路输出电压值。

B、使用：
①双路可调电源独立使用：
i、将(13)和(14)开关分别置于弹起位置（即位置）
ii、可调电源作为稳压源使用时，首先应将稳流调节旋钮（6）和（22）顺时针调节到最大，然后打开电源开关（7），并调节电压调节旋钮（5）和（23），使从路和主路输出直流电压至需要的电压值，此时稳压状态指示灯（9）和（19）发光。

iii、可调电源作为稳流源使用时，在打开电源开关（7）后，先将稳压调节旋钮（5）和（23）顺时针调节到最大，同时将稳流调节旋钮（6）和（22）反时针调节到最小，然后接上所需负载，再顺时针调节稳流调节旋钮（6）和（22），使输出电流至所需要的稳定电流值。

此时稳压状态指示灯（9）和（19）熄灭，稳流状态指示灯（8）和（18）发光。

iv、在作为稳压源使用时稳流电流调节旋钮（6）和（22）一般应该调至最大，但是本电源也可以任意设定限流保护点。

设定办法为，打开电源，反时针将稳流调节旋钮（6）和（22）调到最小，然后短接输出正、负端子，并顺时针调节稳流调节旋钮（6）和（22），使输出电流等于所要求的限流保护点的电流值，此时限流保护点就被设定好了。

v、若电源只带一路负载时，为延长机器的使用寿命减少功率管的发热量，请使用在主路电源上。

②双路可调电源串联使用：
i、将（13）开关按下（即位置）(14)开关置于弹起(即位置)此时调节主电源电压调节旋钮（23），从路的输出电压严格跟踪主路输出电压。

使输出电压最高可达两路电流的额定值之和（即端子（10）和（17）之间电压）。

ii、在两路电源串联以前应先检查主路和从路电源的负端是否有联接片于接地端相联，如有则应将其断开，不然在两路电源串联时将造成从路电源的短路。

iii、在两路电源处于串联状态时，两路的输出电压由主路控制但是两路的电流调节仍然是独立的。

因此在两路串联时应注意（6）电流调节旋钮的位置，如旋钮（6）在反时针到底的位置或从路输出电流超过限流保护点，此时从路的输出电压将不再跟踪主路的输出电压。

所以一般两路串联时应旋钮（6）顺时针旋到最大。

iv、在两路电源串联时，如有功率输出则应用与输出功率相对应的导线将主路的负端和从路的正端可靠短接。

因为机器内部是通过一个开关短接的，所以当有功率输出时短接开关将通过输出电流。

长此下去将无助于提高整机的可靠性。

③双路可调电源并联使用：
i、将（13）开关按下（即位置）（14）开关也按下（即位置）此时两路电源并联，调节主电源电压调节旋钮（23），两路输出电压一样。

同时从路稳流指示灯（8）发光。

ii、在两路电源处于并联状态时，从路电源的稳流调节旋钮（6）不起作用。

当电源做稳流源使用时，只需调节主路的稳流调节旋钮（22），此时主、从路的输出电流均受其控制并相同。

其输出电流最大可达二路输出电流之和。

iii、在两路电源并联时，如有功率输出则应用与输出功率对应的导线分别将主、从电源的正端和正端、负端和负端可靠短接，以使负载可靠的接在两路输出的输出端子上。

不然，如将负载只接在一路电源的输出端子上，将有可能造成两路电源输出电流的不平衡，同时也有可能造成串并联开关的损坏。

C、注意事项：
①本电源设有完善的保护功能，5V 电源具有可靠的限流和短路保护功能。

两路可调电源具有限流保护功能，由于电路中设置了调整管功率损耗控制电路，因此当输出发生短路现象时，此时大功率调整管上的功率损耗并不是很大，完全不会对本电源造成任何损坏。

但是短路时本电源仍有功率损耗，为了减少不必要的机器老化和能源消耗，所以应尽早发现并关掉电源，将故障排除。

②输出空载时限流电位器逆时针旋足（调为0 时）电源即进入非工作状态，其输出端可能有1V左右的电压显示，此属正常现象，非电源之故障。

③使用完毕后，请放在干燥通风的地方，并保持清洁，若长期不使用应将电源插头拔下后再存放。

④对稳定电源进行维修时，必需将输入电源断开。

⑤因电源使用不当或使用环境异常及机内元器件失效等均可能引起电源故障，当电源发生故障时，输出电压有可能超过额定输出最高电压，使用时务请注意！仅防造成不必要的负载损坏。

⑥三芯电源线的保护接地端，必须可靠接地，以确保使用安全！
2)、示波器
示波器是一种综合性的电信号特性测试仪。

用它可以直接显示出电信号的波形，测量幅值、频率以及同频率两信号的相位差等。

面板上包括旋钮和功能按键。

旋钮的功能与其它示波器类似。

显示屏右侧的一列5个灰色按键为菜单操作键（自上而下定义为1号至5号）。

通过它们，您可以设置当前菜单的不同选项；其它按键为功能键，通过它们，您可以进入不同的功能菜单或直接获得特定的功能应用。

图3 示波器前面板图4 面板操作说明图
本手册表示定义：
本手册对于按键的文字表示与面板上按键的标识相同。

值得注意的是，MENU 功能键的标识用一四方框包围的文字所表示，如MEASURE ，代表前面板上的一个标注着Measure
文字的透明功能键；标识为的多功能旋钮，用（）表示；两个标识为POSITION 的旋钮，用表示；两个标识为SCALE 的旋钮，用表示；
标识为LEVEL 的旋钮，用表示；
菜单操作键的标识用带阴影的文字表示，如波形存储，表示存储菜单中的存储波形选项。

`
图5 显示界面说明图（仅模拟通道打开）
图6 显示界面说明图（模拟和数字通道同时打开）
3)、信号发生器
本仪器是一种精密的函数信号发生器，可产生正弦波、三角波、方波等基本波形，也可产生各种连续的扫频信号、函数信号、脉冲信号等。

信号发生器是产生各种波形的信号电源。

常用的有正弦信号发生器、方波信号发生器、脉冲信号发生器等。

信号电源的频率（周期）和输出幅值一般可以通过开关和旋钮加以调节。

一般的信号发生器就有AM和FM调制，AM是在纵向的增加，FM是在水平方向进行增加调制。

实验室中所用信号发生器的实物图如图7所示：
图7 SP F20系列数字合成信号发生器/计数器实物图
波形设置：
常用波形的选择：按下【shift】键后再按下波形键，可以选择正弦波、方波、三角波、升锯齿波、脉冲波五种常用波形。

同时波形显示区显示相应的波形符号。

例：选择方波，按键顺序如下：
【shift】【方波】
面板图说明：
键盘说明：
输错的数字。

*：外计数时：按下此键，计数停止，并显示当前计数值，再揿动一次，继续计数。

**：外计数时：按下此键，计数清零，重新开始计数。

功能键
大多数按键是多功能键。

每个按键的基本功能标在该按键上，实现某按键基本功能，只须按下该按键即可。

大多数按键有第二功能，第二功能用蓝色标在这些按键的上方，实现按键第二功能，只须先按下【shift】键再按下该按键即可。

少部分按键还可作单位键，单位标在这些按键的下方。

要实现按键的单位功能，只有先按下数字键，接着再按下该按键即可。

【shift】键：基本功能作为其它键的第二功能复用键，按下该键后，“Shift”标志亮，此时按其它键则实现第二功能；再按一次该键则该标志灭，此时按其它键则实现基本功能。

还用作“s/Vpp/N”单位。

分别表示时间的单位“s”、幅度的峰峰值单位“V”和其它不确定的单位。

【0】【1】【2】【3】【4】【5】【6】【7】【8】【9】【●】【-】键：数据输入键。

其中【7】【8】【9】与【shift】键复合使用还具有第二功能。

【◄】【►】键：基本功能是数字闪烁位左右移动键。

第二功能是选择“脉冲”波形和“任意”波形。

在计数功能下还作为“计数停止”和“计数清零”功能。

【频率/周期】键：频率的选择键。

当前如果显示的是频率，再按下一次该键，则表示输入和显示改为周期。

第二功能是选择“正弦”波形。

【幅度/脉宽】键：幅度的选择键。

如果当前显示的是幅度且当前波形为“脉冲”波，再按一次该键表示输入和显示改为脉冲波的脉宽。

第二功能是选择“方波”波形。

【键控】键：FSK功能模式选择键。

当前如果是FSK功能模式，再按一次该键，则进入PSK功能模式；当前不是FSK功能模式，按一次该键，则进入FSK功能模式。

第二功能是选择“三角波”波形。

【菜单】键：菜单键，进入FSK、PSK、调频、调幅、扫描、猝发和系统功能模式时，可通过【菜单】键选择各功能的不同选项，并改变相应选项的参数。

在点频功能时且当前处于幅度时可用【菜单】键进行峰峰值、有效值和dBm数值的转换。

第二功能是选择“升锯齿”波形。

【调频】键：调频功能选择键，第二功能是储存选择键。

它还用作“ms/mVpp”单位，分别表示时间的单位“m s”、幅度的峰峰值单位“mV”。

在“测频”功能下作“衰减”选择键。

【调幅】键：调幅功能模式选择键，第二功能是调用选择键。

它还用作“MHz/Vrms”
单位，分别表示频率的单位“MHz”、幅度的有效值单位“Vrms”。

在“测频”功能下作“低通”选择键。

【扫描】键：扫描功能模式选择键，第二功能是测频计数功能选择键。

它还用作“kHz/mVrms”单位，分别表示频率的单位“kHz”、幅度的有效值单位“mVrms”。

在“测频计数器”功能下和【Shift】键一起作“计数”和“测频”功能选择键，当前如果是测频，则选择计数；当前如果是计数则选择测频。

【猝发】键：猝发功能模式选择键，第二功能是直流偏移选择键。

它还用作“Hz/dBm/Φ”单位，分别表示频率的单位“Hz”、幅度的单位“dBm”。

在“测频”功能下作“闸门”选择键。

【输出】键：信号输出控制键。

如果不希望信号输出，可按【输出】键禁止信号输出，此时输出信号指示灯灭；如果要求输出信号，则再按一次【输出】键即可，此时输出信号指示灯亮。

默认状态为输出信号，输出信号指示灯亮。

在“猝发”功能模式和“扫描”功能模式的单次触发时作“单次触发”键，此时输出信号指示灯亮。

实验二 信号放大实验
2.1 实验目的 学习放大器的工作原理及其技术指标，熟悉常用的几种放大器的设计和使用。

2.2 实验要求 1、设计同相放大器，观察信号变化。

2、设计反相放大器，观察信号变化。

3、设计多级放大器，观察信号变化。

4、设计仪用放大器，观察信号变化。

2.3 实验原理
2.3.1 放大部分实物图：
图2-1 放大部分实物图
2.3.2 实验原理
1、同相放大：
图2-2 同相放大原理图
同相放大器具有较大的输入阻抗。

其原理图如上图所示，理想增益为：
R R U U A f i f +
==10
本实验中选取R1为1K ，Rf 为5K 可调电阻。

这样，可算得该同相放大电路的放大
增益为1～6倍。

2、反相放大
图2-3 单级反相放大原理图
反相放大器的基本电路图如上图所示，理想状态下，反相放大器是一个比例放大器，闭环增益为：
R R U U A f i f -==
本实验中选取R1为1K ，Rf 为5K 可调电阻。

这样，可算得该反相放大电路的放大
增益为：接近0～5倍。

3、多级放大
图2-4 多级放大原理图
多级放大器的基本电路图如上图所示，理想增益为：
42123121o u R R Au u u R R ⎛⎫
=
=-+ ⎪-⎝⎭
通常R2，R3和R4为给定值，R1用可变电阻代替，调节R1的值，即可改变电压增益。

本实验中选取R2，R3和R4均为1K ，选取R1为200。

可算得，本实验板中多级放大的增益范围为：1～11倍。

4、仪用放大
图2-5 仪用放大原理图
本实验板的仪用放大部分采用的是精密仪表放大器AD620芯片。

AD620的基本特点是精确度高、使用简易、低噪声，并且只需一个电阻即可设定增益范围1～1000倍。

AD620的放大增益关系式为：
Af = 1 + 49.4K / AMP
其中Af 为放大倍数，AMP 为该增益对应的电阻值。

2.4 实验步骤
1）接电源线：从电源上引出+12V 、+12V 对应的地及-12V 的导线和+5V 及+5V 对应的地，接入实验板中电源部分所对应的端子上。

连线说明如图 所示；
2）闭合开关：做前三个放大实验时，开关只需要闭合实验板中电源部分三个开关中的
左边和中间开关即可；做仪用放大时，只需要闭合三个开关中的右边开关即可。

3）接输入：如图2-1所示，将信号发生器的输出接入对应的放大部分的输入端上；
4）接输出：如图2-1所示，将放大部分的输出接到示波器上观察放大后的波形。

注意：①输入与输出的正负端，除了仪用放大部分，其它三种放大的负端均为+12V所对应的GND（信号发生器和示波器的红色为正端，黑色为负端；实验板的正负端在板子上已注明）。

②仪用放大的输入是接入由应变片构成的电桥电路，然后通过仪用放大电路对信号进行放大。

2.5 实验结果
实验三信号滤波实验
3.1 实验目的
学习低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器的工作原理及其技术指标，熟
悉产生一定频率信号的RC正弦波振荡电路和信号叠加电路
3.2 实验要求
1、设计RC振荡电路，分别产生50Hz，1KHz和200Hz的信号；
2、对1中产生的信号进行叠加；
3、设计低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。

3.3 实验原理
3.3.1 RC正弦波振荡电路
1）电路组成、原理图及实物图
电路由放大电路和选频网络组成，如图3-1所示。

放大电路是由集成运放所组成的电压串联负反馈放大电路。

RC正弦波电路的原理图如图3-2所示：
图3-1 电路组成
图3-2 RC正弦波电路原理图
2）RC串并联选频网络的选频特性
原理图中用虚线所表示的RC串并联选频网络具有选频作用，它的频率响应是不均匀的。

由原理图可得：
1
11sCR
R
sC sC
Z+
=+=
1
11sCR
R
sC sC
Z+
=+=
反馈网络的反馈系数为：
2
2
12
()
()
()13()
f
V
o
s sCR
s
s sCR sCR
V Z
F V Z Z
===
+++
（1）就实际的频率而言，可用：s jω
=
则有：
2
22)
()
(13
V
j RC
s
R C j RC
Fω
ωω
∙
=
-+
如令
1
RC
ω=，则上式变为：
1
3()
v
o
o
j
Fω
ω
ωω
∙
=
+-
（2）由此可得RC串并联选频网络的幅频响应及相频响应
V
F=（3）
()
3
o
o
f
arctg
ω
ω
ωω
ϕ
-
=-
（4）由式（3）及（4）可知，当
0112o f f RC RC ωωπ==
==或
（5）
时，幅频响应的幅值为最大，既：
max 1
3V F =
（6） 而相频响应的相位角为零，即
f ϕ=
（7）
就是说，当1
o RC
ωω==
时，输出电压的幅值最大，并且输出电压是输入电压的1/3，同时输出电压与输入电压同相位。

RC 串并联网络的频率特性曲线如图3-4所示：
（a ）幅频响应 （b ）相频响应
图3-4 RC 串并联网络的频率特性曲线图
3）振荡的建立与稳定
由RC 串并联网络的选频特性得知,在ω=ωo=1/RC 时, 其相移φF =0, 为了使振荡电路满足相位条件
2AF A F n ϕϕϕπ=+=±
这样，放大电路和由Z 1、Z 2组成的反馈网络刚好形成正反馈系统，可以满足式（3）的相位平衡条件，因而有可能振荡。

当频率为ω=ωo=1/RC 的微弱信号，经过放大，通过正反馈的选频网络，使输出幅度愈来愈大，最后受到非线形元件的限制，使振荡幅度自动地稳定下来，开始时11V f A R R ∙
=+略大于3，达到稳定平衡水平状态时，
3v A ∙
=
()01/31/v F w w RC ∙
===
4）振荡频率与振荡波形
只有当1/O RC ωω==，0,0f a ϕϕ==时，才适当调整负反馈的强弱，使Av 的值略大于3时，其输出波形为正弦波，如Av 的值远大于3，则因振幅的增长，致使放大器件工作到非线性区域，波形将产生严重的非线性失真。

注：在本实验中简单地说，RC 桥式振荡电路的起振条件为：Au=1+(Rf1+Rf2)/R1>=3，再推出：Rf1+Rf2>=2R1。

其中R1取2K ，Rf2=3K ，Rf1选择2K 可调电阻；所以Rf1调到1K 多时，振荡产生的波形最好。

3.3.2 信号叠加电路
由上一小节的RC 正弦波振荡电路产生三个频率的正弦波信号，分别为50Hz ，1KHz 和200Hz 。

通过加法电路进行信号的叠加，从而给下一级滤波部分提供信号源。

信号叠加的原理图如图3-5所示，实物图如图3-6所示：
图
3-5 信号叠加的原理图
图
3-6 信号叠加的实物图
3.3.3 滤波部分实物图
滤波部分实物图如图3-7所示：
图3-7 滤波部分实物图
3.3.4 低通滤波
原理图如图3-8所示：
图3-8 低通滤波的原理图
起滤波作用的主要是由电路前半部分的可调节R 和电容C 组成，根据
1
2f RC
π=
，求出截止频率。

在本实验中，截止频率确定为200Hz ，固定C 为0.1uf ，可计算出可调电阻R 为7.9K ，则将R 选用为总阻值为10K 的电位器。

3.3.5 高通滤波
原理图如图3-9所示：：
图3-9 高通滤波的原理图
同低通滤波一样，高通滤波的截止频率为1
2f RC
π=。

本实验中，截止
频率确定为200Hz ，固定C 为0.1uf,可求得R 为7.9K Ω。

这样，可选取R 为
总阻值是10K 的可调电位器。

3.3.6 带通滤波
带通滤波的原理图如图3-10所示：
图3-10 带通滤波的原理图
该原理图的前半部分为低通滤波，后半部分为高通滤波。

同样根据
1
2f RC
π=
，选择截止频率为150Hz ～300Hz ，固定C 为0.1uf ，可求得R1为
5.3K Ω，选择R1为总阻值是10K 的可调电位器；R4为10.6K Ω，选择R4为总阻值是20K 的可调电位器。

3.3.7 带阻滤波
带阻滤波的原理图如图3-11所示：
图3-11 带阻滤波的原理图
该电路选择的是双T 带阻滤波电路，由节点导纳议程不难导出电路的传递函数为
202
001()()()12(2)VF o i VF s A V s A s V s s s A ωωω⎡⎤⎛⎫⎢⎥
+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦==⎛⎫
+-+ ⎪
⎝⎭
或
2200022
000011()112(2)1Q VF VF j j A A A j j j j j A ωωωωωωωωω
ωωωω⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎢⎥⎢⎥
++ ⎪ ⎪⎢⎥⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎣⎦==⎛⎫⎛⎫+-+++ ⎪ ⎪
⎝⎭⎝⎭
式中01
w RC =
，既是特征角频率，也是带阻滤波电路的中心角频率；01
1f VF R A A R ==+为带阻滤波电路的通带电压增益；01
2(2)
Q A =
-。

如果01A =，则Q=0.5，增加A 0，Q 将随
之升高。

当A 0趋近2时，Q 趋向无穷大。

因此，A 0愈接近2，||A ∙
愈大，可使带阻滤波电路的选频特性愈好，即阻断的频率范围愈窄。

图3-11所示带阻滤波电路的幅频特性如图3-12所示：
图3-12 带阻滤波电路的幅频特性
在本实验中，取Rf1为5K 可调，R1为6K ，这样A 0<2，Q 值存在，且不是很窄。

取中心角频率：001
2w f RC
π=
=，取0f =200Hz 。

固定C=0.1uf ，可求得R 约为7.96K 。

3.4 实验步骤
1）接电源线：从电源上+12V 、+12V 对应的地及-12V 的导线，接入实验板中电源部分所对应的端子上。

连线说明如图 所示；
2）闭合开关：开关只需要闭合实验板中电源部分三个开关中的左边和中间开关即可； 3）信号源：将信号源部分产生的50Hz ，1KHz 及200Hz 的正弦波信号接入信号叠加部分对应的输出上（低通、高通只需接50Hz 和1KHz 的信号；带通、带阻则信号源的三个频率的输出都要接到信号叠加电路中）；
4）滤波：将信号叠加部分的输出接到如图 所示的滤波部分对应的输入上； 5）观察输出：将示波器接在滤波电路后的端子上，观察滤波后的输出。

注意：①输入与输出的正负端，滤波部分的负端均为+12V 对应的GND （信号发生器和示波器的红色为正端，黑色为负端；实验板的正负端在板子上已注明）。