2022年有源模拟滤波器实验报告.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 实验报告课程名称 模拟滤波器试验项目名称预习部分有源模拟滤波器设计试验8试验类型试验学时班级学号总成果姓名指导老师试验室名称试验时间试验过程试验报告试验成果表现部分老师签字日期哈尔滨工程高校教务处 制名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 一、试验目的二、1.把握滤波器的滤波性能特点；n,挑选详细的2.把握常规模拟滤波器的设计、实现、调试、测试方法；3.把握滤波器主要参数的调试方法；4.明白电路软件的仿真方法；试验原理有源滤波器的设计,就是依据所给定的指标要求,确定滤波器

2、的终止电路形式,算出电路中各元件的详细数值,安装电路和调试,使设计的滤波器满意指标要求,详细步骤如下：1. 依据阻带衰减速率要求,确定滤波器的阶数 n；2. 挑选详细的电路形式；3. 依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详细数值；5. 安装电路并进行调试,使电路的性能满意指标要求；依据滤波器所能通过信号的频率范畴或阻带信号频率范畴的不同,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名师归纳总结 - -

3、 - - - - -第 2 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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）T 二阶有源带阻滤波器图 4 压控电压源双三、1.试验仪器示波器四、2.信号源3.万用表4.直流稳压电源试验内容1.二阶低通滤波器 参照图 4 电路安装二阶低通滤波器；元件值取：17k , R4 =10k ,R1 = R2 = R = 1.6k , R3 = C1 = C2 = C =0.1 F,运算截止频率 fc 、通带电压放大倍数 Auo 和Q 的值；利用 MULTISIM 电路仿真软件对上述电路进行仿真,给出幅频特性

4、曲线的仿真结果；取 Ui = 2V ,由低到高转变输入信号的频率（留意：保持 Ui = 2V 不变）,用万2.用表测量滤波器的输出电压和截止频率 fc,依据测量值,画出幅频特性曲线,并将测量结果与理论值相比较；二阶高通滤波器 参照图 6 电路安装二阶高通滤波器；元件值取：R1 = R2 = R = 1.6k , R3 = 1.7k , R4 = 10k , C1 = C2名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - = C = 0.1 F, Q = 0.707,运算截止频率fc 和通带电压放大倍数Auo 的值；利用MULTIS

5、IM 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；取Ui = 2V ,由低到高转变输入信号的频率（留意：保持Ui = 2V 不变）,用万3.用表测量滤波器的输出电压和截止频率 fc,依据测量值,画出幅频特性曲线,并将测量结果与理论值相比较；二阶带通滤波器 参照图 9 电路安装二阶带通滤波器；元件值取：R1 = R2 = R = 1.5k , R3 = 2R = 3k , R4 = 10k ,R5 = 19k , C1 = C2 = C = 0.1 F,运算截止频率fc、通带电压放大倍数Auo 和Q 的值；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

6、真结果；取 Ui = 2V ,由低到高转变输入信号的频率（留意：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,依据测量值,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 参照图 12 电路安装二阶带通滤波器；元件值取：0.5R = 1.5k , R4 = 20k ,R1 = R2 =R = 3k , R3 = R5 = 10k , C1 = C2 = C = 0.1 F, C3 = 2C = 0.2 F,运算截止频率 fc、通带电压放大倍数 Auo 和Q 的值；利用MULTISIM 电路仿真软件对上述电路进行仿真,给出幅频特性

7、曲线的仿真结果；取Ui = 2V ,由低到高转变输入信号的频率（留意：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,依据测量值,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、1.试验预习和仿真压控电压源型有源二阶低通滤波器仿真电路：名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 仿真结果（幅频特性曲线）：2. 压控电压源型有源二阶高通滤波器仿真电路：名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 仿真结果：3. 压控

8、电压源型有源二阶带通滤波器仿真电路：名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 仿真结果：4. 压控电压源型有源二阶带阻滤波器仿真电路：仿真结果：名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 六、试验数据记录及分析1. 二阶低通滤波器元件实测值记录表：R1R2R3R4C1C21.587k1.581k 17.48k9.64k0.056uF0.059uF滤波器特性：滤波器参数理论值测量值Au01.551.58fc/kHz1.741.82Q0.70.72幅频特性曲

9、线测量数据记录表：f（kHz0.10.50.70.80.91.01.11.21.31.4）Upp（V3.163.153.123.123.083.042.962.882.802.72）f（kHz1.51.61.71.81.821.92.02.12.22.3）Upp（V2.62.482.362.242.212.081.921.841.761.64）f（kHz2.42.53.03.54.010.0）Upp（V1.521.441.040.8610.6240.108）名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3.5二 二 二 二 二

10、 二 二 二 二 二 二 二 二32.5fs=1.82,Vpp=2.21Vpp/V21.510.50 012345678910f/kHz2. 二阶高通滤波器元件实测值记录表：R1R2R3R4C1C21.587k1.581k 17.48k9.64k0.056uF0.059uF滤波器特性：滤波器参数理论值测量值Au01.551.5fc/kHz1.741.8Q0.70.68幅频特性曲线测量数据记录表：f（kHz0.10.50.80.91.01.11.21.31.41.5）Upp（V0.020.2680.6320.8240.9761.141.311.471.601.74）f（kHz1.61.71.74

11、1.81.92.02.12.22.32.4）Upp（V1.882.002.042.122.222.32.382.462.522.56）f（kHz2.52.72.93.23.54.05.010.0）Upp（V2.622.682.762.822.862.923.003.00）名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3.5二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二32.5Vpp/V2fs=1.8kHz,Vpp=2.12V1.510.50012345678910f/kHz3. 二阶带通滤波器 元件实测值记录表：R1R2R

12、3R4R5C1C21.465k1.469k2.99k9.7k4.9 k0.0628uF0.0635uF滤波器特性：滤波器参数理论值测量值Au010.985fo/kHz1.661.7fc1/kHz0.840.87fc2/kHz3.33.5Q0.6750.64幅频特性曲线测量数据记录表：f（kHz0.10.20.30.40.50.60.70.870.91.01.1）Upp（V0.1720.3420.5120.6810.8461.011.161.391.4251.561.64）f（kHz1.21.31.41.51.61.71.81.92.02.32.6）Upp（V1.751.821.881.921.

13、951.971.951.951.921.831.73）f（kHz3.03.33.54.04.55.06.07.08.09.010.0）名师归纳总结 Upp（V1.571.461.391.241.111.00.8420.7170.6250.5620.525第 10 页,共 12 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - ）2二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二1.81.6Vpp/V1.4fs1=0.87kHz,Vpp=1.39Vfs2=3.5kHz,Vpp=1.39V1.210.80.60.40.20012345678910f/kHz4. 二阶带

14、阻滤波器元件实测值记录表：R1R2R3R4R5C1C2C32.98k2.99k1.465k19.87k9.7 0.0582uF0.0608uF0.1263uFk滤波器特性：滤波器参数理论值测量值Au01.51.47fo/kHz0.9210.86fc1/kHz0.570.51fc2/kHz1.491.35Q11.02幅频特性曲线测量数据记录表：f（kHz0.10.20.30.40.50.510.60.70.80.90.92）Upp（V2.942.882.722.502.142.081.741.160.4520.2760.368）名师归纳总结 f（kHz1.01.11.21.31.351.41.5

15、1.61.71.81.9第 11 页,共 12 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - ）Upp（V0.8241.361.701.962.082.162.302.442.522.562.62）f（kHz2.03.05.010.00.86）Upp（V2.702.882.942.940.054）3二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二2.5Vpp/V2fs2=1.35kHz,Vpp=2.08V fs1=0.51kHz,Vpp=2.08V1.510.50012345678910f/kHz七、试验感想通过本次试验,我对各类滤波器的特性有了充分的熟悉,利

16、用低通滤波器和高通滤波器串并联,便可构造出带通滤波器和带阻滤波器,并学会了滤波器的设计方法,通过对滤波器各项参数（如K, fs,f o 等）的运算,把握了压控电压源型滤波器电路中各个元器件对滤波器频率特性和增益的影响；在试验中,通过操作仪器,学会了利 用信号源扫频模式测量系统频率特性的参数设置方法,并娴熟把握了手动调剂示波器的使用方法,在滤波器频率特性测量过程中,学会了利用 高通通带增益 K o 的方法；0.1fo 和 10f o 近似测量低通在试验过程中,我发觉测量数据与理论运算结果有较大差别,经过理论分析,发下是所选 0.1uf 电容实际值误差较大,一般都在0.06uf 左右,后来通过对选用电阻、电容实际值进行测量并带入运算,发觉测量值与运算值较好的吻合了；在带通滤波器仿真过程中中,发觉Rf 值选用过大,导致通带增益过大,在测量过程中发生输出波形限幅,通过更换 Rf=5K ,再次较好的用测量值验证了理论值；总之,这次试验让我收成很大,这种用实践检验理论的过程让我感受到了胜利的欢乐；名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 12 页