有源模拟滤波器实验报告

实验报告

哈尔滨工程大学教务处制

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范围或阻带信号频率范围的不同，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、实验内容

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 =

17kΩ， 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 =

1.7kΩ， 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

仿真电路：

3.压控电压源型有源二阶带通滤波器

仿真电路：

4.压控电压源型有源二阶带阻滤波器

仿真电路：

仿真结果：