低通濾波器實驗報告 (2)2

二階低通濾波器的設(shè)計實驗報告指導(dǎo)老師：xxx學(xué)院：xxx學(xué)院專業(yè)：電子信息工程班級：電信11組別：xxx小組（xxxxxxxxx）二階低通濾波器的設(shè)計學(xué)院：物電學(xué)院班級：電子11學(xué)號：1070211014030姓名：張偉安朋博朱秋霞指導(dǎo)教師：邵婷婷2013年12月10日一、實驗?zāi)康暮鸵髮嶒災(zāi)康模?、學(xué)習(xí)RC有源濾波器的設(shè)計方法；2、由濾波器設(shè)計指標計算電路元件參數(shù)；3、設(shè)計二階RC有源濾波器(低通)4、掌握有源濾波器的測試方法；5、測量有源濾波器的幅頻特性。實驗要求：1、設(shè)計二階有源低通濾波器電路，計算電路元件參數(shù)，2、性能指標fz=2kHz3、增益Av=2二、電路原理及設(shè)計方案1、實驗原理濾波器是一種能使有用信號通過，濾除信號中的無用頻率，即抑制無用信號的電子裝置。有源濾波器實際上是一種具有特定頻率響應(yīng)的放大器。低通濾波器是一個通過低頻信號而衰減或抑制高頻信號的部件。理想濾波器電路的頻響在通帶內(nèi)應(yīng)具有一定幅值和線性相移，而在阻帶內(nèi)其幅值應(yīng)為零。但實際濾波器不能達到理想要求。2設(shè)計方案：方案框圖框圖的作用RC網(wǎng)絡(luò)的作用在電路中RC網(wǎng)絡(luò)起著濾波的作用，濾掉不需要的信號，這樣對波形的選取上起著至關(guān)重要的作用，通常主要有電阻和電容組成。放大器的作用電路中運用了同相運放，其閉環(huán)增益，Aup=1+R4/R3同相放大器具有輸入阻抗非常高，輸出阻抗很低的特點，廣泛用于前置放大級反饋電路的作用將輸入量的一部分或全部通過一定的電路形式作用到輸入回路，用來影響輸入量。壓控電壓源低通濾波原理電路如上圖就是二階壓控低通濾波器的原理圖,電路中既引入了負反饋，又引入了正反饋，當(dāng)信號頻率趨于0時，由于C1的電抗趨于無窮大，因而正反饋很弱，當(dāng)信號頻率趨于無窮大時，由于C2的電抗為0，因而Up(s)趨于0，可以想象，只要正反饋引入得當(dāng)，就既可能在f=f0時使電壓放大倍數(shù)值增大，又不會因正反饋過強而產(chǎn)生自激震蕩，因為同向輸入端電位控制由集成運放和R1,R2組成，故稱為壓控電壓源濾波電路。優(yōu)點；該電路具有元件少，增益穩(wěn)定，頻率范圍寬等優(yōu)點，電路中C1C2R1R2構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò)，運算放大器接成電壓跟隨器形式,帶負載能力強。缺點：在指定的頻率下，Q值受制于材料的限制，定義有源低通濾波器的等效品質(zhì)因數(shù)Q為f=f0時電壓放大倍數(shù)的模與通帶放大倍數(shù)之比，即Q=│Au││f=f0/│Aup│=1/(3-Aup)可見Q是f=f0時的電壓放大倍數(shù)與通帶放大倍數(shù)之比。3.電路設(shè)計圖三．實驗結(jié)果實驗結(jié)果函數(shù)信號發(fā)生器，進行仿真（1）

當(dāng)輸入1.5v，500Hz正弦波時得到輸入輸出波形為

：由圖知輸出的波形幅值變?yōu)檩斎氲膬杀蹲笥?，即Aup=2，說明f<2kHz時，為通帶（2）

當(dāng)輸入1.5v，2kHz正弦波時得到輸入波形為：由圖知輸出的波形幅值變?yōu)檩斎氲?.414倍左右，說明f=2kHz為其截止頻率（3）

當(dāng)輸入1.5v，12kHz正弦波時得到輸入輸出波形： 由圖知輸出的波形幅值約為零，說明f>2kHz為其阻帶實驗結(jié)果比較與分析：通過比較分析函數(shù)信號發(fā)射器的圖像的輸出結(jié)果和理論計算值，本次實驗設(shè)計在誤差范圍內(nèi)可以滿足實驗要求，設(shè)計思路正確合理。誤差分析：1、實際的集成運算放大器并非是理想的，故將其看作理想運放來分析存在誤差（