有源濾波電路低通和高通濾波器

1、16/16_實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱：有源濾波電路低通和高通濾波器實(shí)驗(yàn)種類：_綜合實(shí)驗(yàn)_一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅ū靥睿┒?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理（必填）三、主要儀器設(shè)施（必填）四、操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和辦理六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析（必填）七、討論、心得一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆沼性礊V波電路的基本見解，認(rèn)識(shí)濾波電路的選頻特色、通頻帶等見解，加深對(duì)有源濾波電路的認(rèn)識(shí)和理解。用Pspice仿真的方法來研究濾波電路，認(rèn)識(shí)元件參數(shù)對(duì)濾波見效的影響。依據(jù)給定的低通和高通濾波器構(gòu)造和元件，分析其工作特色及濾波見效，分析電路的頻次特色。分別利用低通和高通濾波器搭建帶通和帶阻濾波器電路，察看和分析其輸出波形特色，分析電路的頻次特色。

2、裝訂二、實(shí)驗(yàn)原理線低通濾波器電路圖1所示為無量增益多路反應(yīng)低通濾波器電路，它是一種特別通用的擁有反相增益的濾波器，擁有構(gòu)造簡單、特色堅(jiān)固、輸出阻抗低的特色。_電路的傳達(dá)函數(shù)為：H(s)Kpb0s2b1sb0此中：b01，b11(111)，KpR2R2R3C1CCR1R2R3R1低通濾波器的設(shè)計(jì)截止頻次為6kHz，增益為2，各元件參數(shù)為：C=0.01F，C1=0.0015F，R1=4.28（4.3）k，R2=8.57（8.2）k，R3=5.49（5.6）k。此中電阻值分別表示為設(shè)計(jì)值和實(shí)質(zhì)元件標(biāo)稱值（括號(hào)內(nèi)）。高通濾波器電路電路的傳達(dá)函數(shù)為：H(s)Kps2b1sb0s21，b11C此中：b0(

3、2CC1)，KpR1R2C1CR2C1CC1高通濾波器的設(shè)計(jì)截止頻次為10kHz，增益為2，各元件參數(shù)為：_C=0.01F，C1=0.005（0.0047）F，R1=1.5k，R2=9.38（9.1）k。此中元件值分別表示為設(shè)計(jì)值和實(shí)質(zhì)元件標(biāo)稱值（括號(hào)內(nèi)）。3.帶通和帶阻濾波器分別將圖1和圖2所示低通和高通濾波器級(jí)聯(lián)，能夠獲得一個(gè)帶通濾波器，如圖3(a)所示；將低通和高通濾波器的輸出波形相加，能夠獲得一個(gè)帶阻濾波器，如圖3(b)所示。三、主要儀器設(shè)施1信號(hào)源_2動(dòng)向?qū)嶒?yàn)單元濾波器組件3可儲(chǔ)蓄式數(shù)字示波器四、實(shí)驗(yàn)任務(wù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)包含兩大多數(shù)，第一利用PSpice軟件進(jìn)行仿真切驗(yàn)（任務(wù)1、2），此后進(jìn)

4、行操作實(shí)驗(yàn)（任務(wù)3、4和5）。1利用PSpice軟件，對(duì)給出的低通和高通濾波器的工作特色進(jìn)行仿真分析。輸入信號(hào)選擇幅值為1V，f=1KHz的方波電壓。察看一個(gè)方波信號(hào)分別經(jīng)過低通和高通濾波器后，波形友好波成分的變化。2利用PSpice軟件進(jìn)行仿真分析，將低通和高通濾波器級(jí)聯(lián)為帶通濾波器、相加為帶阻濾波器，輸入信號(hào)選擇幅值為1V，f=1KHz的方波電壓，察看一個(gè)方波信號(hào)分別經(jīng)過帶通濾波器和帶阻濾波器后，波形和諧波成分的變化。3使用Um=1V，f=1KHz的方波電壓信號(hào)源輸出，連結(jié)到動(dòng)向電路板的輸入端，將激勵(lì)源和低通濾波器、高通濾波器的輸出端分別連至示波器的兩個(gè)輸進(jìn)口YA和YB，這時(shí)可在示波器的屏

5、幕上同時(shí)察看到激勵(lì)與響應(yīng)的變化規(guī)律。察看并記錄此時(shí)的輸出信號(hào)的變化；對(duì)濾波后的信號(hào)作fft分析，察看信號(hào)中諧波成分的變化狀況。4將低通和高通濾波器級(jí)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)帶通濾波器的功能；將低通和高通濾波器輸出信號(hào)相加，實(shí)現(xiàn)帶阻濾波器的功能。輸入信號(hào)選擇幅值為1V，f=1KHz的方波電壓，察看并記錄此時(shí)的輸出信號(hào)的變化；對(duì)濾波后的信號(hào)作fft分析，察看信號(hào)中諧波成分的變化狀況。5使用正弦電壓信號(hào)源輸出，繪制低通和高通級(jí)聯(lián)而成的帶通濾波器的幅頻特色圖。6選做內(nèi)容：將可調(diào)電阻接入反相加法器的反應(yīng)回路，定性地察看當(dāng)此電阻變化時(shí)，加法器輸出信號(hào)的變化。7選做內(nèi)容：使用Um=1V，f=1KHz的方波電壓信號(hào)源輸出，將

6、三個(gè)帶通濾波器的輸出連結(jié)到同相加_法器的輸入端，察看并記錄同相加法器輸出端信號(hào)，并對(duì)此信號(hào)分別作fft分析，察看信號(hào)中諧波成分的變化狀況。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和辦理1、仿真切驗(yàn)（1）低通濾波器：FFT：幅頻特色：_（2）高通濾波器：FFT：_幅頻特色：（3）帶通濾波器：_FFT：幅頻特色：_（4）帶阻濾波器：FFT：幅頻特色：_2、實(shí)質(zhì)操作實(shí)驗(yàn)（1）低通濾波器：FFT：_（2）高通濾波器：FFT：_（3）帶通濾波器：FFT：_（4）帶阻濾波器：FFT：_（5）使用正弦電壓信號(hào)源輸出，繪制低通和高通級(jí)聯(lián)而成的帶通濾波器的幅頻特色圖。數(shù)據(jù)：f（kHz）U(V)1.82870.1332.56210.24

7、33.09110.3363.72720.4514.44520.5645.23480.6485.57620.6675.91210.6766.11570.6776.36270.674f（kHz）U(V)7.21450.648.06660.588.53080.5439.04090.5029.37410.4749.69370.4510.1340.41811.1220.35111.8760.30712.9110.25614.1740.2076.64320.668_幅頻特色圖：六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析1、低通和高通濾波器對(duì)經(jīng)過的信號(hào)的影響，原信號(hào)波形友好波成分的變化低通濾波器能使頻次低于某個(gè)頻次的信號(hào)經(jīng)過，而濾

8、掉高于該頻次的信號(hào)，并將其放大為輸入信號(hào)的倍。在該頻次周邊的諧波成分保存，高于該頻次的諧波成分很小甚至沒有。高通濾波器能使頻次高于某個(gè)頻次的信號(hào)經(jīng)過，而濾掉低于該頻次的信號(hào)，并將其放大為輸入信號(hào)的倍。在該頻次周邊的諧波成分保存，低于該頻次的諧波成分很小甚至沒有。2、有源濾波器電路工作特色有源濾波器是指用晶體管或運(yùn)放組成的包含放大和反應(yīng)的濾波器，包含正反應(yīng)和負(fù)反應(yīng)，有源濾波器的實(shí)現(xiàn)，可分為直接實(shí)現(xiàn)和級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)。其擁有高度可控性和迅速響應(yīng)性，詳細(xì)特色為：不只能賠償各次諧波，還能夠控制閃變、賠償無功，有一機(jī)多能的特色；濾波特色不受系統(tǒng)阻抗的影響，可除去與系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振的危險(xiǎn)；擁有自適應(yīng)功能，可自動(dòng)追蹤賠償變化著的諧波。經(jīng)過與從前實(shí)驗(yàn)無源濾波器的比較，有源帶通濾波器能將獲得的信號(hào)進(jìn)行放大；輸出端能否帶載，不影