有源濾波器實(shí)驗(yàn)報(bào)告

有源濾波器試驗(yàn)報(bào)告有源濾波器試驗(yàn)報(bào)告1/8試驗(yàn)七集成運(yùn)算放大器的根本應(yīng)用(Ⅱ)—有源濾波器一、試驗(yàn)?zāi)康?、生疏用運(yùn)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(xué)會(huì)測(cè)量有源濾波器的幅頻特性。二、試驗(yàn)原理低通 〔b〕高通帶通 〔d〕帶阻7－1四種濾波電路的幅頻特性示意圖RCRC信號(hào)通過，抑制或急劇衰減此頻率范圍以外的信號(hào)?？捎迷谛畔⑻幚?、數(shù)據(jù)傳輸、抑制干擾擇不同，可分為低通(LPF)、高通(HPF)、帶通(BPF)與帶阻(BEF)等四種濾波器，它們的幅頻7－1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(luò)的節(jié)數(shù)越多，元件參數(shù)計(jì)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RC1、低通濾波器〔LPF〕低通濾波器是用來通過低頻信號(hào)衰減或抑制高頻信號(hào)。如圖7－2〔a〕所示，為典型的二階有源低通濾波器。它由兩級(jí)RC濾波環(huán)節(jié)與同相比例運(yùn)算電路組成，其中第一級(jí)電容C接至輸出端，引入適量的正反響，以改善幅頻特性。7－2〔b〕為二階低通濾波器幅頻特性曲線。電路圖 (b)頻率特性7－2二階低通濾波器電路性能參數(shù)A1uP

Rf 二階低通濾波器的通帶增益R11fO2RC 截止頻率，它是二階低通濾波器通帶與阻帶的界限頻率。1Q 13AuP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(hào)，衰減或抑制低頻信號(hào)。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波器相反，其頻率響應(yīng)和低通濾波器是“鏡象”關(guān)系，仿照LPHHPF電路圖 (b)幅頻特性7－3二階高通濾波器電路性能參數(shù)AfQuP、O、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(guān)系。3、帶通濾波器〔BPF〕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(gè)通頻帶范圍內(nèi)的信號(hào)通過和比上限頻率高的信號(hào)均加以衰減或抑制7－4〔a〕所示。電路性能參數(shù)通帶增益

R4Rfup RRCB411(R1(RCR11122 1 R3O11 2 R通帶寬度 B

f )CR R RR1 2 34O選擇性 QωBO此電路的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)變R和R的比例就可轉(zhuǎn)變頻寬而不影響中心頻率。f 44、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(hào)不能通過〔或受到很大衰減或抑制，而在其余頻率范圍，信號(hào)則能順當(dāng)通過。在雙T網(wǎng)絡(luò)后加一級(jí)同相比例運(yùn)算電路就構(gòu)成了根本的二階有源BEF。電路圖 (b)頻率特性7－5二階帶阻濾波器電路性能參數(shù)通帶增益 Aup

1RfR1中心頻率 fO

12πRC帶阻寬度 B＝2〔2－A〕fup 0選擇性 Q 12(2A)up三、試驗(yàn)設(shè)備與器件1、±12V2、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器3、雙蹤示波器4、溝通毫伏表5、頻率計(jì) 6、μA741×1；電阻器、電容器假設(shè)干。四、試驗(yàn)內(nèi)容1、二階低通濾波器7－2(a)12Vu接函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，令其輸出為U＝1Vi i在濾波器截止頻率四周轉(zhuǎn)變輸入信號(hào)頻率是否具備低通特性，如不具備，應(yīng)排解電路故障。在輸出波形不失真的條件下，選取適當(dāng)幅度的正弦輸入信號(hào)，在維持輸入信號(hào)幅7-1中，描繪頻率特性曲線。7－1f(Hz)1800900937.81k1.5k2k3kVo(V)8887.66.066.325.474.723.121.880.862、二階高通濾波器7－3(a)粗測(cè)：輸入U(xiǎn)＝1V正弦波信號(hào)，在濾波器截止頻率四周轉(zhuǎn)變輸入信號(hào)頻率，觀看i電路是否具備高通特性。測(cè)繪高通濾波器的幅頻特性曲線，記入表7-2。f(Hz)18001k2kVo(V)5.285.767.67.67.67.67.67－2f(Hz)5001k2kVo(V)3.2410.61514.612.610.63.443、帶通濾波器試驗(yàn)電路如圖7－4(a)，測(cè)量其頻率特性。記入表7－3。實(shí)測(cè)電路的中心頻率fO以實(shí)測(cè)中心頻率為中心，測(cè)繪電路的幅頻特性表 7 － 34、帶阻濾波器7－5(a)所示。實(shí)測(cè)電路的中心頻率f0f(Hz)Vo(V)fL(Hz)1.61kf(Hz)Vo(V)fL(Hz)1.61kfH(Hz)5.62kBW(Hz)4.01k八、思考題1、舉例說明上述四種電路在實(shí)際生活中的應(yīng)用范圍及作用。答：1、低通濾波器：答：1、低通濾波器：一般用于濾除高頻干擾2、高通濾波器：一般用于濾除低頻干擾或溝通耦合3、帶滯濾波器：一般用于通過限定帶寬