有源滤波器实验分析解析

有源滤波器实验分析解析
有源滤波器实验分析解析

实验七集成运算放大器的基本应用(Ⅱ)—有源滤波器

学生姓名:** 学号:****** 指导教师:赵毓林学院名称:信息学院

专业:电科年级:2015 级实验时间:2016年12月3日实验室:3103

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

(a)低通(b)高通

(c) 带通(d)带阻

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,引入适量的正反馈,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。

(a)电路图 (b)频率特性

图7-2 二阶低通滤波器

电路性能参数

1

f

uP R R 1A +

= 二阶低通滤波器的通带增益 RC

2π1

f O =

截止频率,它是二阶低通滤波器通带与阻带的界限频率。 uP

A 31

Q -=

品质因数,它的大小影响低通滤波器在截止频率处幅频特性的形

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。

(a) 电路图 (b) 幅频特性

图7-3 二阶高通滤波器

电路性能参数A uP、f O、Q各量的函义同二阶低通滤波器。

图7-3(b)为二阶高通滤波器的幅频特性曲线,可见,它与二阶低通滤波器的幅频特性曲线有“镜像”关系。

3、带通滤波器(BPF)

(a)电路图(b)幅频特性

图7-4 二阶带通滤波器

这种滤波器的作用是只允许在某一个通频带范围内的信号通过,而比通频带下限频率低和比上限频率高的信号均加以衰减或抑制。典型的带通滤波器可以从二阶低通滤波器中将其中一级改成高通而成。如图7-4(a)所示。

电路性能参数

通带增益 CB

R R R R A 14f

4up +=

中心频率 )R 1R 1(C R 1f 3

12

2O +=

π

21 通带宽度 )R R R R 2

R 1(

C 1B 4

3f 21-+= 选择性 B

ωQ O

=

此电路的优点是改变R f 和R 4的比例就可改变频宽而不影响中心频率。 4、带阻滤波器(BEF )

如图7-5(a )所示,这种电路的性能和带通滤波器相反,即在规定的频带内,信号不能通过(或受到很大衰减或抑制),而在其余频率范围,信号则能顺利通过。

在双T 网络后加一级同相比例运算电路就构成了基本的二阶有源BEF 。

(a) 电路图 (b) 频率特性

图7-5 二阶带阻滤波器

电路性能参数 通带增益 1

f

up R R 1A += 中心频率 RC

21

f O π=

带阻宽度 B =2(2-A up )f 0

选择性 )

A 2(21

Q up -=

三、实验设备与器件

1、±12V 直流电源

2、函数信号发生器

3、双踪示波器

4、交流毫伏表

5、频率计

6、μA741×1;电阻器、电容器若干。

四、实验内容

1、二阶低通滤波器 实验电路如图7-2(a)

(1)粗测:接通±12V 电源。u i 接函数信号发生器,令其输出为U i =1V 的正弦波信号,在滤波器截止频率附近改变输入信号频率,用示波器或交流毫伏表观察输出电压幅度的变化是否具备低通特性,如不具备,应排除电路故障。

(2)在输出波形不失真的条件下,选取适当幅度的正弦输入信号,在维持输入信号幅度不变的情况下,逐点改变输入信号频率。测量输出电压,记入表7-1中,描绘频率特性曲线。

表7-1

2、二阶高通滤波器 实验电路如图7-3(a)

(1)粗测:输入U i =1V 正弦波信号,在滤波器截止频率附近改变输入信号频率,观察

电路是否具备高通特性。

(2)测绘高通滤波器的幅频特性曲线,记入表7-2。

表7-2

3、带通滤波器

实验电路如图7-4(a),测量其频率特性。记入表7-3。

(1)实测电路的中心频率f O

(2)以实测中心频率为中心,测绘电路的幅频特性

表7- 3

4、带阻滤波器

实验电路如图7-5(a)所示。

(1)实测电路的中心频率f0

(2)测绘电路的幅频特性,记入表7-4。

表7-4

1、举例说明上述四种电路在实际生活中的应用范围及作用。答:1、低通滤波器:一般用于滤除高频干扰

2、高通滤波器:一般用于滤除低频干扰或交流耦合

3、带滞滤波器:一般用于通过限定带宽的有效信号

4、带阻滤波器:一般用于滤除特定频率的干扰信号

2、画出上述四种电路的幅频特性曲线图。

1、低通滤波器:

2、高通滤波器:

3、带滞滤波器:

4、带阻滤波器:

有源滤波实验报告

姓名: 学号:2009118125 班级:电工二班 实验十一 有源滤波器 实验目的 1. 掌握有缘滤波器的构成及其特性 2. 学习有缘滤波器的幅频特性的测量方法 实验仪器 数字示波器 信号发生器 交流毫伏表 直流电源 预习要求 1. 复习有缘滤波器的概念、工作原理。 2. 分析计算图5-11-1、图5-11-2电路的截止频率,图5-11-3电路 的中心频率。 3. 画出三个电路的幅频特性曲线 实验原理 有源滤波器又称作有源选频电路,通常用继承运放和电阻,电容网络构成。它的作用是让指定频段信号通过,而将其余频段信号加以抑制或大幅度衰减。分低通、高通、带通、带阻等电路。 1. 低通滤波电路 低通滤波器是指通过低频而抑制高频信号的滤波器,如图5-11-1所示为二阶低通滤波器。 传输函数: 200 11()f A j Q ωωωω-+ 1 (1)f f R A R =+ 1( )3f Q A =- 01 RC ω= 根据上式可知,当Q 取不同值时,可使电路的频率特性具有不同的特点。一般Q 取0.7。 2. 高通滤波器 高通滤波器的功能是使频率高于某一数值(如fo )的信号通过,而低于fo 的信号不能通过。图5-11-2电路为二阶高通滤波器。

其频率特性为:200()11()f A H j j Q ωωωωω = -- 1 1f f R A R =+ 13f Q A = - 01RC ω = 3. 带通滤波器 带通滤波器可由低通滤波器和高通滤波器构成,也可以直接由集成运放外加RC 网络构成,不同的构成方法,其滤波特性也不同。带通滤波器的功能是指定频段内的信号通过而衰减其它频段的信号。 4.带阻滤波器 带阻滤波器又称陷波器,它衰减指定频段的信号,而让其它频段的信号通过。带阻滤波器可由低通电路和高通电路构成,也可由集成运放外加RC 网络构成。常用的带阻滤波器是由双T 网络构成的,如图5-11-3所示。 其幅频特性为:

低通滤波器实验报告

(科信学院) 信息与电气工程学院 电子电路仿真及设计CDIO三级项目 设计说明书 (2012/2013学年第二学期) 题目: ____低通滤波器设计____ _____ _____ _ 专业班级:通信工程 学生姓名: 学号: 指导教师: 设计周数:2周 2013年7月5日 题目: ____低通滤波器设计____ _____ _____ _ (1)

第一章、电源的设计 (2) 1.1实验原理: (2) 1.1.1设计原理连接图: (2) 1. 2电路图 (5) 第二章、振荡器的设计 (7) 2.1 实验原理 (7) 2.1.1 (7) 2.1.2定性分析 (7) 2.1.3定量分析 (8) 2.2电路参数确定 (10) 2.2.1确定R、C值 (10) 2.2.2 电路图 (10) 第三章、低通滤波器的设计 (12) 3.1芯片介绍 (12) 3.2巴特沃斯滤波器简介 (13) 3.2.1滤波器简介 (13) 3.2.2巴特沃斯滤波器的产生 (13) 3.2.3常用滤波器的性能指标 (14) 3.2.4实际滤波器的频率特性 (15) 3.3设计方案 (17) 3.3.1系统方案框图 (17) 3.3.2元件参数选择 (18) 3.4结果分析 (20) 3.5误差分析 (23) 第四章、课设总结 (24) 第一章、电源的设计 1.1实验原理: 1.1.1设计原理连接图:

整体电路由以下四部分构成: 电源变压器:将交流电网电压U1变为合适的交流电压U2。 整流电路:将交流电压U2变为脉动的直流电压U3。 滤波电路:将脉动直流电压U3转变为平滑的直流电压U4。 稳压电路:当电网电压波动及负载变化时,保持输出电压Uo的稳定。 1)变压器变压 220V交流电端子连一个降压变压器,把220V家用电压值降到9V左右。 2)整流电路 桥式整流电路巧妙的利用了二极管的单向导电性,将四个二极管分为两组,根据变压器次级电压的极性分别导通。见变压器次级电压的正极性端与负载电阻的上端相连,负极性端与负载的电阻的下端相连,使负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压。单项桥式整流电路,具有输出电压高,变压器利用率高,脉动系数小。

有源带通滤波器设计

二阶有源模拟带通滤波器设计 摘要 滤波器是一种具有频率选择功能的电路,它能使有用的频率信号通过。而同时抑制(或衰减)不需要传送频率范围内的信号。实际工程上常用它来进行信号处理、数据传送和抑制干扰等,目前在通讯、声纳、测控、仪器仪表等领域中有着广泛的应用。 以往这种滤波电路主要采用无源元件R、L和C组成,60年代以来,集成运放获得迅速发展,由它和R、C组成的有源滤波电路,具有不用电感、体积小、重量轻等优点。此外,由于集成运放的开环电压增益和输入阻抗都很高,输出阻抗比较低,构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。 通常用频率响应来描述滤波器的特性。对于滤波器的幅频响应,常把能够通过信号的频率范围定义为通带,而把受阻或衰减信号的频率范围称为阻带,通带和阻带的界限频率叫做截止频率。 滤波器在通带内应具有零衰减的幅频响应和线性的相位响应,而在阻带内应具有无限大的幅度衰减。按照通带和阻带的位置分布,滤波器通常分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。文中结合实例,介绍了设计一个二阶有源模拟带通滤波器。 设计中用RC网络和集成运放组成,组成电路选用LM324不仅可以滤波,还可以进行放大。 关键字:带通滤波器 LM324 RC网络

目录 目录 (2) 第一章设计要求 (3) 1.1基本要求 (3) 第二章方案选择及原理分析 (4) 2.1.方案选择 (4) 2.2 原理分析 (5) 第三章电路设计 (7) 3.1 实现电路 (7) 3.2参数设计 (7) 3.3电路仿真 (9) 1.仿真步骤及结果 (9) 2.结果分析 (11) 第四章电路安装与调试 (12) 4.1实验安装过程 (12) 4.2 调试过程及结果 ..................................................................................................... 错误!未定义书签。 4.2.1 遇到的问题 .................................................................................................. 错误!未定义书签。 4.2.2 解决方法 ...................................................................................................... 错误!未定义书签。 4.2.3 调试结果与分析 (12) 结论 (13) 参考文献 (14)

数字图像处理实验报告.docx

谢谢观赏 数字图像处理试验报告 实验二:数字图像的空间滤波和频域滤波 姓名:XX学号:2XXXXXXX 实验日期:2017 年4 月26 日 1.实验目的 1. 掌握图像滤波的基本定义及目的。 2. 理解空间域滤波的基本原理及方法。 3. 掌握进行图像的空域滤波的方法。 4. 掌握傅立叶变换及逆变换的基本原理方法。 5. 理解频域滤波的基本原理及方法。 6. 掌握进行图像的频域滤波的方法。 2.实验内容与要求 1. 平滑空间滤波: 1) 读出一幅图像,给这幅图像分别加入椒盐噪声和高斯噪声后并与前一张图显示在同一 图像窗口中。 2) 对加入噪声图像选用不同的平滑(低通)模板做运算,对比不同模板所形成的效果,要 求在同一窗口中显示。 3) 使用函数 imfilter 时,分别采用不同的填充方法(或边界选项,如零填 充、’replicate’、’symmetric’、’circular’)进行低通滤波,显示处理后的图 像。 4) 运用 for 循环,将加有椒盐噪声的图像进行 10 次,20 次均值滤波,查看其特点, 显 示均值处理后的图像(提示:利用fspecial 函数的’average’类型生成均值滤波器)。 5) 对加入椒盐噪声的图像分别采用均值滤波法,和中值滤波法对有噪声的图像做处理,要 求在同一窗口中显示结果。 6) 自己设计平滑空间滤波器,并将其对噪声图像进行处理,显示处理后的图像。 2. 锐化空间滤波 1) 读出一幅图像,采用3×3 的拉普拉斯算子 w = [ 1, 1, 1; 1 – 8 1; 1, 1, 1] 对其进行滤波。 2) 编写函数w = genlaplacian(n),自动产生任一奇数尺寸n 的拉普拉斯算子,如5 ×5的拉普拉斯算子 w = [ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 -24 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1] 3) 分别采用5×5,9×9,15×15和25×25大小的拉普拉斯算子对blurry_moon.tif 谢谢观赏

电路实验报告12 有源滤波器设计

课程名称:电路与电子技术实验II 指导老师:沈连丰成绩:__________________ 实验名称:有源滤波器设计实验类型:________________同组学生姓名:__________ 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、滤波器的5个主要指标: (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。 2、有源滤波器的设计流程: 设计一个有源低通滤波器时,一般可以先按照预定的性能指标,选择一定的电路形式,然后写出电路的电压传递函数,计算并选定电路中的各个元器件参数。最后再通过实验进行调试,确定实际的器件参数。 三、实验器材 运放LM358、 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;

滤波器设计的实验报告

实验三滤波器设计 一、实验目的: 1、熟悉Labview的软件操作环境; 2、了解VI设计的方法和步骤,学会简单的虚拟仪器的设计; 3、熟悉创建、调试VI; 4、利用Labview制作一个滤波器,实现低通、高通、带通、带阻等基本滤波功能,并调节截止频率实现滤波效果。 二、实验要求: 1、可正弦实现低通、高通、带通、带阻等基本滤波功能,并图形显示滤波前后波形; 2、可调节每种滤波器的上限截止频率或者下限截止频率; 3、给出每种滤波器的幅频特性; 三、设计原理: 1、利用LABVIEW中的数字IIR、FIR数字滤波器实现数字滤波功能,参数可调;

2、将两路不同频率的信号先叠加,然后通过滤波,将一路信号滤除,而保留有用信号,Hz f Hz f 100,2021==; 3、叠加即将两个信号相加,用到一个数学公式; 4、信号进入case 结构,结构中有两路分支,每路分支均有一个滤波模块,其中一个为IIR 滤波器,另一个为FIR 滤波器,通过按钮可选择IIR 或是FIR.每个滤波模块都可通过外部按钮对其参数进行调整,各个过程的波形都用波形图显示出来; 5、将IIR 、FIR 滤波器的“滤波信息”接线端用控件按名称解除捆绑接入波形图,观察波形的幅度和相位; 6、用一个while 循环实现不重新启动既可以改参数。 四、设计流程: 1、前面板的设计:

2、程序框图的设计: 五、实验结果: 1、低通滤波功能:将100Hz的信号滤除,保留20Hz的信号 用IIR巴特沃斯滤波器,将低截止频率设置为25Hz。

用FIR滤波器,拓扑类型选择Windowed FIR,将最低通带设置为50。 用IIR巴特沃斯滤波器,将低截止频率设置为90Hz。

有源滤波器设计实例

有源滤波器设计任务书 一、设计目的 1. 熟悉二阶有源滤波电路幅频特性和相频特性。 2. 掌握二阶有源滤波电路的快速设计方法。 3. 掌握二阶有源滤波电路的调试及其幅频特性和相频特性的测试方法。 二、使用仪器与器材 信号发生器;双线示波器;万用表;直流稳压源;实验电路板;元器件若干。 三、设计任务 图中所示为无限增益多路反馈电路的一般形式,请选择适当类型无源元件Y1~Y5,以构成低通滤波器和高通滤波器 1. 请设计一个二阶1dB无限增益多路反馈切比雪夫低通滤波器,通带增益Kp=2,截止频率fc=5kHz,画出电路图。 2. 请设计一个二阶1dB无限增益多路反馈切比雪夫高通滤波器,通带增益Kp=2 截止频率fc=2kHz,画出电路图。 ● 以上工作请在实验课前完成。写在实验报告中。 四、设计步骤 1. 按设计所确定的电路参数,在实验接插板上放入器件,连接低通滤波器(注意连接可靠,正确) 2.将信号发生器的输出信号电压幅值调到1V,接入低通滤波器的输入端,并调整信号源的频率,在低通滤波器输出端测量所对应的幅值。(可用示波器或交流毫伏表测试,并计录输入频率值和所对应的输出幅值,测量10~12 点。) 3.用示波器李沙育图形测试低通滤波器的相频特性,测量10~12 点。 4.进行高通滤波器的电路连接及幅频特性和相频特性测试。测试方法同上。

五、设计报告要求与思考题 1. 复习并掌握滤波器的工作原理,设计方法及应注意问题。 2. 画出所设计的低通滤波器、高通滤波器的电路图。并注明元件参数。 3. 画出幅频特性与相频特性测试原理图,说明测试方法与步骤。 4. 以表格形式分别给出低通滤波器与高通滤波器的幅频特性与相频特性测试数据,并画出其特性曲线。 5. 如果将低通滤波器与高通滤波器相串联,得到什么类型的滤波器,其通带与通带增益各为多少?画出其特性曲线。也可在实验中予以观测和证实。 6. 为构成所得类型的滤波器,对低通滤波器与高通滤波器的特性有无特 定要求。二者哪个在前有无关系? 附录: 1.几种滤波器原理图、幅频特性

有源滤波器实验报告

有源滤波器实验报告文件编码(008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256)

实验七集成运算放大器的基本应用(Ⅱ)—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 (a)低通(b)高通 (c) 带通(d)带阻 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,引入适量的正反馈,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。 (a)电路图 (b)频率特性 图7-2 二阶低通滤波器 电路性能参数 1 f uP R R 1A + = 二阶低通滤波器的通带增益 RC 2π1 f O = 截止频率,它是二阶低通滤波器通带与阻带的界限频率。 uP A 31 Q -= 品质因数,它的大小影响低通滤波器在截止频率处幅频特性的形状。 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。

低通滤波器设计实验报告

低通滤波器设计实验报 告 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】

低通滤波器设计 一、设计目的 1、学习对二阶有源RC 滤波器电路的设计与分析; 2、练习使用软件ORCAD (PISPICE )绘制滤波电路; 3、掌握在ORCAD (PISPICE )中仿真观察滤波电路的幅频特性与相频特性曲线 。 二、设计指标 1、设计低通滤波器截止频率为W=2*10^5rad/s; 2、品质因数Q=1/2; 三、设计步骤 1、考虑到原件分散性对整个电路灵敏度的影响,我们选择 R1=R2=R,C1=C2=C ,来减少原件分散性带来的问题; 2、考虑到电容种类比较少,我们先选择电容的值,选择电容 C=1nF; 3、由给定的Wp 值,求出R 12121C C R R Wp ==RC 1=2*10^5 解得:R=5K? 4、根据给定的Q ,求解K Q=2121C C R R /K)RC -(1+r2)C1+(R1= K -31 解得:K=3-Q 1= 5、根据求出K 值,确定Ra 与Rb 的值

Ra=2 K=1+ Rb Ra=Rb 这里取 Ra=Rb=10K?; 四、电路仿真 1、电路仿真图: 2、低通滤波器幅频特性曲线 3、低通滤波器相频特性曲线 注:改变电容的值:当C1=C2=C=10nF时 低通滤波器幅频特性曲线 低通滤波器相频特性曲线 五、参数分析 1、从幅频特性图看出:该低通滤波器的截止频率大约33KHz, 而我们指标要求设计截止频率 f= Wp/2?= 存在明显误差; 2、从幅频特性曲线看出,在截至频率附近出现凸起情况,这是二阶滤波器所特有的特性; 3、从相频特性曲线看出,该低通滤波器的相频特性相比比较好。 4、改变电容电阻的值,发现幅频特性曲线稍有不同,因此,我们在设计高精度低误差的滤波器时一定要注意原件参数的选择。 六、设计心得:

有源滤波器实验报告

实验报告 课程名称:电路与电子技术实验Ⅱ指导老师:张德华成绩:__________________ 实验名称:有源滤波器实验类型:模拟电路实验 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.了解有源滤波器的工作原理、特点; 2.掌握有源滤波器典型电路的设计、分析与实现; 3.学习有源滤波器典型电路的频率特性测量方法、电路调试与参数测试,了解其滤波性能; 4.通过仿真方法进一步研究有源滤波电路,了解不同的有源滤波器结构、参数等对滤波性能的影响。 二、实验内容和原理 实验内容: 1.原理分析; 2.频率特性; 3.滤波效果。 实验原理: 0.滤波器 ⑴定义: 让指定频段的信号通过,而将其余频段上的信号加以抑制,或使其急剧衰减。(选频电路) ⑵分类: a)按照器件类型分类: 无源滤波器:由电阻、电容和电感等无源元件组成; 有源滤波器:采用集成运放和RC 网络为主体; b)按照频段分类: 低通滤波器(LPF )、高通滤波器(HPF )、带通滤波器(BPF )、带阻滤波器(BEF ); 通带:能够通过(或在一定范围内衰减)的信号频率范围; 阻带:被抑制(或急剧衰减)的信号频率范围; 过渡带越窄,说明滤波电路的选频特性越好。

⑷关键指标: 传递函数(频率响应特性函数)A v:反映滤波器增益随频率的变化关系; 固有频率(谐振频率)f c、ωc:电路无损耗时的频率参数,其值由电路器件决定; 通带增益:A0(针对LPF)、A∞(针对HPF)、A r(针对BPF); 截止频率(-3dB频率)f p、ωp:增益下降到通带增益时所对应的频率; 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(低通、高通滤波器中,定义为当f = fc 时增益模与通带增益模之比)。 1.一阶低通有源滤波器 ⑴电路原理图: ⑵关键指标: ⑶幅频特性图: ⑴电路原理图: ⑵关键指标:

有源滤波器实验报告

实验七 集成运算放大器的基本应用(n )—有源滤波器 一、 实验目的 i 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 (a )低通 (b )高通 (c)带通 (d )带阻 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。 (a) 电路图 图7—2二阶低通滤波器 电路性能参数 ―1奈二阶低通滤波器的通带增益 截止频率,它是二阶低通滤波器通带与阻带的界限频率。 (b)频率特性 1 2 T RC

有源模拟滤波器实验报告

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:

7.有源滤波器设计实验

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

有源滤波器实验报告

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 f A 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。 1 2ΠR 1 3 -A UP 品质因数,它的大小影响低通滤波器在截止频率处幅频特性的形 (a) 电路图(b)频率特性

东南大学模电第八次实验有源滤波器要点

东南大学电工电子实验中心 实验报告 学号:04009543 姓名:顾馨月 第8次 实验名称:有源滤波器实验 提交报告时间:2011年月日 完成名次: 成绩:审批教师:团雷鸣

实验八 有源滤波器实验 实验目的: 1、 掌握由运算放大器组成的RC 有源滤波器的工作原理 2、 熟练掌握RC 有源滤波器的工程设计方法 3、 掌握滤波器基本参数的测量方法 4、 进一步熟悉MultiSim 软件高级分析功能的使用方法 设计提示: 1、 有源滤波器设计中选择运算放大器主要考虑带宽、增益范围、噪声、动态范围这四个参 数。 (I) 带宽:当为滤波器选择运算放大器时,一个通用的规则就是确保它具有所希望滤波 器频率10倍以上带宽,最好是20倍的带宽。如果设计一个高通滤波器,则要确保运算放大器的带宽满足所有信号通过。 (II) 增益范围:有源滤波器设计需要有一定的增益。如果所选择的运算放大器是一个电 压反馈型的放大器,使用较大的增益将会导致其带宽低於预期的最大带宽,并会在最差的情况下振荡。对一个电流反馈型运算放大器来说,增益取的不合适将被迫使用对於实际应用来说太小或太大的电阻。 (III) 噪声:运算放大器的输入电压和输入电流的噪声将影响滤波器输出端的噪声。在噪 声为主要考虑因素的应用里,你需要计算这些影响(以及电路中的电阻所产生热噪声的影响)以确定所有这些噪声的叠加是否处在有源滤波器可接受的范围内。 (IV) 动态范围:在具有高Q 值的滤波器里面,中间信号有可能大於输入信号或者大於 输出信号。对操作恰当的滤波器来说,所有的这些信号必须能够通过而无出现削波或过度失真的情况 2、 目前已经有很多专业的有源滤波器设计软件如:德州仪器的Filter Pro 、国家半导体 WEBENCH? 中的Active Filter Designer 、Nuhertz Technologies 的Filter Solutions 等。这些软件可以根据您的设计指标要求很快的算出电路参数,很大程度上节省了开发周期。 预习思考: 1、 根据38页实验内容1的指标要求,设计一个低通滤波器,画出电路图,计算各元件参 数。所有的电阻和电容值必须采用标称值代替计算值。 (1) 计算过程: 根据设计要求:截止频率7.0,20==Q kHz f ,利用公式有: 根据现有元件的标称值,选择R f =44k,R F =25k , 使得 57.044 25 ≈=f F R R 逼近计算值。 此时的实际值应为7.0,57.10≈=Q A 当C C C R R R ====2121,时,

实验报告基于MATLAB的数字滤波器设计

实验7\8基于MATLAB勺数字滤波器设计实验目的:加深对数字滤波器的常用指标和设计过程的理解。 实验原理:低通滤波器的常用指标: 1 一6P 兰G(e^) ≤ 1 + 6P , for 国≤ ωP G(J") ≤ 6s, for 国s ≤ ⑷≤ ∏ 通带边缘频率:'P ,阻带边缘频率:'s, 通带起伏:J P,通带峰值起伏: C(P= —20 IOg io (^-OP )【d B 】阻带起伏.冠S PaSSband StOPband Tran Siti on band Fig 7.1 TyPiCaI magn itude SPeCifiCati On for a digital LPF :S = -20 log ιo(r)[dB 】 O 数字滤波器有IIR和FlR两种类型,它们的特点和设计方法不同。 在MATLAB^,可以用[b , a]=butter ( N,Wr)等函数辅助设计IIR数字滤波器,也可以用b=fir1(N,Wn, 'type ')等函数辅助设计FIR数字滤波器。 实验内容:利用MATLAB编程设计一个数字带通滤波器,指标要求如下: 通带边缘频率:??P1=0.45^,?? P2=0?65 二,通带峰值起伏:[dB】O 阻带边缘频率:'s1 0.3…,'s2 0.75…,最小阻带衰减:-S 4°[dB] O 分别用IIR和FlR两种数字滤波器类型进行设计。 实验要求:给出IIR数字滤波器参数和FIR数字滤波器的冲激响应,绘出它们的幅度和相位频响曲线,讨论它们各自的实现形式和特点。 实验内容: IRR代码: wp=[0.45*pi,0.65*pi]; ws=[0.3*pi,0.75*pi]; Ap=1; A S=40; [N,Wc]=buttord(wp∕pi,ws∕pi,Ap,As); [b,a]=butter(N,Wc)%[b,a] = butter( n, Wn,'ftype') 最小阻带衰减:

RC有源滤波器实验设计报告

《RC有源滤波器快速设计》 实验报告 小组成员:黄文成 习灿 方丹 指导老师: 汤依婷 湖北经济学院电子工程系 2013.03

摘要: 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 让一定范围内的频率通过,抑制或者急剧衰减频率范围以外的信号。因受到运算放大器带宽的限制,这类滤波器仅适用于低频范围。根据频率范围可分为低通、高通、带通和带阻四种滤波器。滤波器的用处非常大,它可以处理信号,虑去无用的干扰信号,使信号满足自己的需要。如许多音响装置的频谱分析器均使用此电路作为带通滤波器,以选出各个不同频段的信号,在显示上利用发光二极管点亮的多少来指示出信号幅度的大小。目前,滤波器被广泛用于通信、广播、雷达以及许多仪器设备中。 设计性能指示要求 方案(一) 一级二阶低通与一级二阶高通级联。截至频率 Hz f H 3000=,Hz f L 300=, 增益10=V A 阻带衰减速度为-40dB/10倍频 方案(二) 一级二阶带通滤波器。中心频率KHz f 10=,增益2=V A ,品质因素10=Q 一、方案设计 方案(一) 实现二阶带通滤波器的电路有压控电压源(VCVS )电路和无限增益多路反馈(MFB)电路。如果要求带宽BW 的范围很宽,可采用一级二阶高通滤波器与一级二阶低通滤波器相级联,但其阻带的衰减率为-40db/10倍频程,滤波器的带宽由两个滤波器的截止频率所决定。所以我们选用一个截止频率为300Hz ,增益为2的二阶低通滤波器和一个截止频率为3KHz ,增益为5的二阶高通滤波器。 方案(二)

二阶带通滤波器 的性能参数有中心角频率0w 或0f ,0w 对应的增益为v A ,带宽L H f f BW -=,品质因素BW f Q 0 =,Q 值越高,滤波器选择性越好,衰减速 度越高,但Q 值也不能太高,否则会使电路难以调整,故取10=Q 。 二、电路设计 设计步骤: 1.根据截至频率c f 选定一个电容C 的标称值(单位uF ),使其满足C f K c 100 = (101≤≤K ) 2.设计表中查出与v A 对应的电容值及1=K 时的电阻值,再将这些电阻值乘以参数K ,得到电阻的设计值。 3.实际调整并修改电容、电阻值,测量滤波器的性能参数是否满足设计要求。 三、调试与测试结果 1. 低通滤波电路仿真图

数字图像处理实验报告 (2)

数字图像处理试验报告 实验二:数字图像得空间滤波与频域滤波 姓名:XX学号:2XXXXXXX 实验日期:2017 年4 月26日 1、实验目得 1、掌握图像滤波得基本定义及目得. 2、?理解空间域滤波得基本原理及方法。 3、掌握进行图像得空域滤波得方法。 4、?掌握傅立叶变换及逆变换得基本原理方法。 5、?理解频域滤波得基本原理及方法。 6、掌握进行图像得频域滤波得方法。 2、实验内容与要求 1、?平滑空间滤波: 1) 读出一幅图像,给这幅图像分别加入椒盐噪声与高斯噪声后并与前一张图显示在同 一图像窗口中。 2)?对加入噪声图像选用不同得平滑(低通)模板做运算,对比不同模板所形成得效果, 要求在同一窗口中显示。 3) 使用函数 imfilter时,分别采用不同得填充方法(或边界选项,如 零填充、’replicate'、'symmetric’、’circular')进行低通滤波,显 示处理后得图像. 4)运用for循环,将加有椒盐噪声得图像进行10 次,20 次均值滤波,查瞧其特点,显示均值处理后得图像(提示:利用fspecial函数得’average’ 类型生成均值滤波器)。 5)?对加入椒盐噪声得图像分别采用均值滤波法,与中值滤波法对有噪声得图像做处理, 要求在同一窗口中显示结果。 6) 自己设计平滑空间滤波器,并将其对噪声图像进行处理,显示处理后得图像。 2、锐化空间滤波 1)?读出一幅图像,采用3×3得拉普拉斯算子 w = [ 1, 1, 1;1– 8 1; 1, 1, 1] 对其进行滤波。 2) 编写函数w = genlaplacian(n),自动产生任一奇数尺寸n 得拉普拉斯算子, 如 5 ×5得拉普拉斯算子 w =[ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 —24 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1] 3)?分别采用5×5,9×9,15×15与25×25大小得拉普拉斯算子对blurry_moon、tif

有源滤波器实验报告

实验七集成运算放大器的基本应用(Ⅱ)—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 (a)低通(b)高通 (c) 带通(d)带阻 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,引入适量的正反馈,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。 (a)电路图 (b)频率特性 图7-2 二阶低通滤波器 电路性能参数 1 f uP R R 1A + = 二阶低通滤波器的通带增益 RC 2π1 f O = 截止频率,它是二阶低通滤波器通带与阻带的界限频率。 uP A 31 Q -= 品质因数,它的大小影响低通滤波器在截止频率处幅频特性的形 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

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 = 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

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