《有源濾波器實驗報告.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在應用文檔-天天文庫。

1、實驗七集成運算放大器的基本應用(Ⅱ)—有源濾波器一、實驗目的1、熟悉用運放、電阻和電容組成有源低通濾波、高通濾波和帶通、帶阻濾波器。2、學會測量有源濾波器的幅頻特性。二、實驗原理（a）低通（b）高通(c)帶通（d）帶阻圖7－1四種濾波電路的幅頻特性示意圖由RC元件與運算放大器組成的濾波器稱為RC有源濾波器，其功能是讓一定頻率范圍內(nèi)的信號通過，抑制或急劇衰減此頻率范圍以外的信號。可用在信息處理、數(shù)據(jù)傳輸、抑制干擾等方面，但因受運算放大器頻帶限制，這類濾波器主要用于低頻范圍。根據(jù)對頻率范圍的選擇不同，可分為低通(LPF)、高通(HPF)、帶通

2、(BPF)與帶阻(BEF)等四種濾波器，它們的幅頻特性如圖7－1所示。具有理想幅頻特性的濾波器是很難實現(xiàn)的，只能用實際的幅頻特性去逼近理想的。一般來說，濾波器的幅頻特性越好，其相頻特性越差，反之亦然。濾波器的階數(shù)越高,幅頻特性衰減的速率越快，但RC網(wǎng)絡的節(jié)數(shù)越多，元件參數(shù)計算越繁瑣，電路調(diào)試越困難。任何高階濾波器均可以用較低的二階RC有濾波器級聯(lián)實現(xiàn)。....1、低通濾波器（LPF）低通濾波器是用來通過低頻信號衰減或抑制高頻信號。如圖7－2（a）所示，為典型的二階有源低通濾波器。它由兩級RC濾波環(huán)節(jié)與同相比例運算電路組成，其中第一級電容C

3、接至輸出端，引入適量的正反饋，以改善幅頻特性。圖7－2（b）為二階低通濾波器幅頻特性曲線。(a)電路圖(b)頻率特性圖7－2二階低通濾波器電路性能參數(shù)RfAuP1二階低通濾波器的通帶增益R11fO截止頻率，它是二階低通濾波器通帶與阻帶的界限頻率。2πRC1Q品質(zhì)因數(shù)，它的大小影響低通濾波器在截止頻率處幅頻特性的形3AuP狀。2、高通濾波器（HPF）與低通濾波器相反，高通濾波器用來通過高頻信號，衰減或抑制低頻信號。只要將圖7－2低通濾波電路中起濾波作用的電阻、電容互換，即可變成二階有源高通濾波器，如圖7－3(a)所示。高通濾波器性能與低通濾

4、波器相反，其頻率響應和低通濾波器是“鏡象”關系，仿照LPH分析方法，不難求得HPF的幅頻特性。....(a)電路圖(b)幅頻特性圖7－3二階高通濾波器電路性能參數(shù)AuP、fO、Q各量的函義同二階低通濾波器。圖7－3（b）為二階高通濾波器的幅頻特性曲線，可見，它與二階低通濾波器的幅頻特性曲線有“鏡像”關系。3、帶通濾波器（BPF）（a）電路圖(b)幅頻特性圖7-4二階帶通濾波器這種濾波器的作用是只允許在某一個通頻帶范圍內(nèi)的信號通過，而比通頻帶下限頻率低和比上限頻率高的信號均加以衰減或抑制。典型的帶通濾波器可以從二階低通濾波器中將其中一級改成

5、高通而成。如圖7－4（a）所示。電路性能參數(shù)RR4f通帶增益AupRRCB411111中心頻率fO2()2πR2CR1R3....112Rf通帶寬度B()CRRRR1234ωO選擇性QB此電路的優(yōu)點是改變Rf和R4的比例就可改變頻寬而不影響中心頻率。4、帶阻濾波器（BEF）如圖7－5（a）所示，這種電路的性能和帶通濾波器相反，即在規(guī)定的頻帶內(nèi)，信號不能通過（或受到很大衰減或抑制），而在其余頻率范圍，信號則能順利通過。在雙T網(wǎng)絡后加一級同相比例運算電路就構成了基本的二階有源BEF。(a)電路圖(b)頻率特性圖7－5二階帶阻濾波器電路性能參數(shù)

6、Rf通帶增益Aup1R11中心頻率fO2πRC帶阻寬度B＝2（2－Aup）f01選擇性Q2(2A)up三、實驗設備與器件1、±12V直流電源2、函數(shù)信號發(fā)生器3、雙蹤示波器4、交流毫伏表5、頻率計6、μA741×1；電阻器、電容器若干。四、實驗內(nèi)容1、二階低通濾波器....實驗電路如圖7－2(a)（1）粗測：接通±12V電源。ui接函數(shù)信號發(fā)生器，令其輸出為Ui＝1V的正弦波信號，在濾波器截止頻率附近改變輸入信號頻率，用示波器或交流毫伏表觀察輸出電壓幅度的變化是否具備低通特性，如不具備，應排除電路故障。（2）在輸出波形不失真的條件下，選取

7、適當幅度的正弦輸入信號，在維持輸入信號幅度不變的情況下，逐點改變輸入信號頻率。測量輸出電壓，記入表7-1中，描繪頻率特性曲線。表7－1f(Hz)100300500700800900937.81k1.5k2k3kVo(V)8887.66.066.325.474.723.121.880.862、二階高通濾波器實驗電路如圖7－3(a)（1）粗測：輸入Ui＝1V正弦波信號，在濾波器截止頻率附近改變輸入信號頻率，觀察電路是否具備高通特性。（2）測繪高通濾波器的幅頻特性曲線，記入表7-2。f(Hz)1001103005008001k2kVo(V)5.

8、285.767.67.67.67.67.6....表7－2f(Hz)501003005008001k2kVo(V)3.2410.61514.612.610.63.443、帶通濾波器實驗電路如圖