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1、实验报告课程名称模拟滤波器实验项目名称有源模拟滤波器设计实验实验类型实验学时8班级学号姓名指导教师实验室名称实验时间实验成绩预习部分实验过程表现实验报告部分总成绩教师签字日期哈尔滨工程大学教务处制一、实验目的1. 掌握滤波器的滤波性能特点。2. 掌握常规模拟滤波器的设计、实现、调试、测试方法。3. 掌握滤波器主要参数的调试方法。4. 了解电路软件的仿真方法。二、实验原理有源滤波器的设计，就是根据所给定的指标要求，确定滤波器的结束n，选择具体的 电路形式，算出电路中各元件的具体数值，安装电路和调试，使设计的滤波器满足指标要 求，具体步骤如下：1. 根据阻带衰减速率要求，确定滤波器的阶数n。2.
2、选择具体的电路形式。3. 根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具体数值。5. 安装电路并进行调试，使电路的性能满足指标要求。 根据滤波器所能通过信号的频率范围或阻带信号频率范围的不同，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）c)图 2 压控电压源二阶高通滤波器有源带通滤波器（ BPF）图 3 压控电压源二阶带通滤波器d）带阻滤波器（NF ）r4图 4 压控电压源双 T 二阶有源带阻滤波器三、实验仪器1. 示波器2.
3、信号源3. 万用表4. 直流稳压电源四、实验内容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:R1 = R2 = R = 1.6Q,R3 = 17k Q, R4 =10k Q,C1 = C2 = C =0.1pF，计算截止频率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 真结果。 取Ui = 2V，由低到高改变输入信号的频率（注意：保掏i = 2V不变），用万用 表测量滤波器的输出电压和截止频率fc ,根据测量值，画出幅频特性曲线，并将测量结果与理论值相比较。2. 二阶高通滤波器 参照图6电路安装二阶高通
4、滤波器。元件值取R1 = R2 = R = 1.6ICR3 = 1.7k Q, R4 = 10kQ, C1 = C2=C = 0.1 pF , Q = 0.707，计算截止频率fc和通带电压放大倍数Auo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 真结果。 取Ui = 2V，由低到高改变输入信号的频率（注意：保掏i = 2V不变），用万用 表测量滤波器的输出电压和截止频率fc ,根据测量值，画出幅频特性曲线，并将 测量结果与理论值相比较。3. 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 = 1.5kQ,R3 = 2
5、R = 3kQ, R4 = 10kQ,R5 = 19kQ, C1 = C2 = C = 0.1pF，计算截止频率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 真结果。 取Ui = 2V，由低到高改变输入信号的频率（注意：保掏i = 2V不变），用万用 表测量滤波器的输出电压和截止频率fc ,根据测量值，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：R1 = R2 =R = 3kQ,R3 = 0.5R=1.5kQ, R4 = 20kQ,R5
6、= 10kQ, C1 = C2 = C = 0.1 pF , C3 = 2C = 0.2pF，计算截止频率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 真结果。 取Ui = 2V，由低到高改变输入信号的频率（注意：保掏i = 2V不变），用万用 表测量滤波器的输出电压和截止频率fc ,根据测量值，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、实验预习和仿真1. 压控电压源型有源二阶低通滤波器仿真电路：R3O.1MF1 Vpk 1kHz.0 :*BXSC1七GNDWV-17.0kQ i UA741CDW
7、vIN OUTci : a.ipFExt Tftj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：仿真结果：3. 压控电压源型有源二阶带通滤波器仿真电路：1 5kQ71 Vpk0C2 卄七GNDA/X/Vi ” UA741CDT5KQ-ww- lO.OkQA/X/VXBPlHlcHzIN OUT1 4 - + - I O.1pFVDD仿真结果：4. 压控电压源型有源二阶带阻滤波器仿真电路：tzVDDR2-Wv3.QKQ-C.1|jFf?5：1 5kQXSC1iW1:2Q.OKO：:XFGL-15Vl : UA741CDExl TrU、IN4 一OUT4 一 G ?XBP
8、1仿真结果：六、实验数据记录及分析1. 二阶低通滤波器元件实测值记录表：R1R2R3R4C1C21.587kQ1.581kQ17.48kQ9.64kQ0.056uF0.059uF滤波器特性：滤波器参数理论值测量值AuO1.551.58fc/kHz1.741.82Q0.70.72幅频特性曲线测量数据记录表：f ( kHz )0.10.50.70.80.91.01.11.21.31.4Upp(V)3.163.153.123.123.083.042.962.882.802.72f ( kHz )1.51.61.71.81.821.92.02.12.22.3Upp(V)2.62.482.362.242
9、.212.081.921.841.761.64f ( kHz )2.42.53.03.54.010.0Upp(V)1.521.441.040.8610.6240.108二阶低通滤波器幅频特性曲线2. 二阶高通滤波器元件实测值记录表：riR2R3R4ClC21.587kQ1.581kQ17.48kQ9.64kQ0.056uF0.059uF滤波器特性：滤波器参数理论值测量值AuO1.551.5fc/kHz1.741.8Q0.70.68幅频特性曲线测量数据记录表：f ( kHz )0.10.50.80.91.01.11.21.31.41.5Upp( V )0.020.2680.6320.8240.9
10、761.141.311.471.601.74f ( kHz )1.61.71.741.81.92.02.12.22.32.4Upp( V )1.882.002.042.122.222.32.382.462.522.56f ( kHz )2.52.72.93.23.54.05.010.0Upp( V )2.622.682.762.822.862.923.003.003251123456789103.500二阶高通滤波器幅频特性曲线f/kHz2.50.53. 二阶带通滤波器元件实测值记录表：R1R2R3R4R5C1C21.465kQ1.469kQ2.99kQ9.7kQ4.9 kQ0.0628uF0
11、.0635uF滤波器特性：滤波器参数理论值测量值Au010.985fo/kHz1.661.7fcl/kHz0.840.87fc2/kHz3.33.5Q0.6750.640.60.40.20.8幅频特性曲线测量数据记录表：f ( kHz )0.10.20.30.40.50.60.70.870.91.01.1Upp( V )0.1720.3420.5120.6810.8461.011.161.391.4251.561.64f ( kHz )1.21.31.41.51.61.71.81.92.02.32.6Upp( V )1.751.821.881.921.951.971.951.951.921.831.73f ( kHz )3.03.33.54.04.55.06.07.08.09.010.0Upp( V )1.571.461.391.241.111.00.8420.7170.6250.5620.5254. 二阶带阻滤波器元件实测值记录表：R1R2R3R4R5C1C2C32.98kQ2.99kQ1.465k19.87k9.7 k0.0582uF0.0608uF0.1263uFQQQ滤波器特性：滤波器参数理论值测量值AuO1.51.47fo/kHz0.9210.86fcl/kHz0.570.51fc2/kHz1.491.35Q11
