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1、本科实验报告课程名称： 电路基础 实验项目： 高通滤波器 实验地点： 跨越机房 电子工艺实验室 专业班级： 电信1002 学号： 学生姓名： 指导教师： 2011年 12 月 30 日一、 实验目的和要求高通滤波器(指标)：通带边界频率c=5652rad/s(fc=900Hz);最大通带衰减max=3dB;阻带边界频率s=942rad/s(fc=150Hz);最大通带衰min=30dB;k取1。二、 实验内容和原理1、 根据指标推导电压转移函数巴特沃斯滤波器电压转移函数的通用表达式为 （2）在通带最大衰减时，巴特沃斯低通滤波器阶次n的确定方法为 （3）式中为技术指标给出的阻带最小衰减，为与阻带
2、边界频率对应的归一化阻带边界频率。根据技术指标要求，故。其中K为常数，是滤波器的增益（要求K=1）；n为巴特沃斯低通滤波器的阶次。在n=2,4,6,，时，上式可以分解为 （4）在n=1，3，5，时，上式可以分解为 （5）其中（4），（5）式中，k=0，1，2，为各分解因式构成的滤波器增益。上述两种情况下，设定，并令k=1，2，则各项系数可采用下式求得 （6）故电压转移函数为。设，相应。则设低通转移函数为将上式中的s以s/wc代替得到实际的转移函数如下整理得将其与（1）式用系数对比法可得方程组令，则据此得到全部元件值为 根据（6）可知 ；所以将转移函数进行反归一化，即另得到实际转移函数2、 设计
3、电路图及各元件的选择 设计电路图如下：列节点方程求解转移函数节点1 (S节点2=0解得对比解得的电压转移函数和推得的电压转移函数里各项的系数并且令,可以得到 (1) (2)联立得 三、 主要仪器设备（必填）：一台计算机、电容、电阻、运算放大器、信号发生器、稳压电源、示波器等四、 操作方法与实验步骤和运行结果仿真软件环境：multisim11.01、 仿真原理图：2、 仿真结果：1） 波特图仿真：（1）900Hz下衰减3dB高勇2010001219 02） 150Hz下衰减30dB 高勇2010001219分析：从图中可知，频率为150Hz时衰减为31.533dB30dB；频率为900Hz时衰减
4、为3.076dB3dB所以根据仿真数据设计符合技术指标要求。2)频率变化（信号发生器输入电压不变）1.通带边界频率（fc=900Hz）,虚拟示波器波形高勇20100012192.阻带边界频率（fc=150Hz）,虚拟示波器波形高勇20100012193.阻带内的频率（100Hz）高勇20100012194、通带内的频率（1000Hz）高勇20100012195、fc=500Hz时的过渡带，示波器图高勇2010001219五、 实验结果与分析（必填）1） 当频率为150Hz时，输出电压几乎衰减为零变为直线，体现出通高频，截低频的特性2) 当频率为900Hz时，输出电压几乎不衰减，和输入电压相比变
5、化很小，体现出通高频特性。3） 当频率为500Hz时，输出电压输入电压相比有了明显衰减，体现出衰减低频特性。六、实际电路检测由于实验器材有限，无法找到严格符合要求的原件，因此对于200的电阻我们采用两个分别为100的电阻串联（这已是当时情况下最小误差），750电阻符合要求。电容C1、 C2完全符合要求为0.2和1uF，运算放大器为LM324型14脚运算放大器。LM324运算放大器如下图：运算放大器端口4为偏置电源正极输入端，11为偏置电源负极输入端。其他三个一组分别为一个运算放大器，本次试验我们使用1、2、3端口，其中1为输出端，3为同相输入端，2为反相输入端。1、实物连接图：结果验证：900
6、Hz时150Hz时2、分析：从实验结果可知电源频率在通带内900Hz时，输出电压幅度与原波形差不多，当频率降至阻带边界频率150Hz时输出电压幅度有很明显的下降，当信号发生器频率为过渡带时，输出电压幅度较原始幅度降低。综上可知，本电路高通性能良好，符合设计要求。3误差分析电路连接得不太紧，导致接触不良会对波形产生干扰。选取的原件值与计算的有一定的出入。仪器本身具有仪器误六、 讨论、心得通过此次电路课程设计，我不仅学会了正确使用Mulstim 11.0这种电路模拟软件，同时也体会到了软件带来的无限乐趣。虽然在设计过程中，我们做的只是在已有电路原理图基础上，按照自己的计算得出我们所需要的数据，并不是真正意义的设计，但不断的失败与尝试更让我明白了努力付出的价值所在。与此同时，在模拟电路的过程中，我逐渐动的了示波器、波特仪、信号发生器等仪器的使用，课程设计让我真正体会到课本知识与实际生活的联系，也明白了高通滤波器的原理。此次课程设计，着实让我成长了不少，收获颇多，为以后的实践打下了坚实的基础，在以后的学习中我会更加努力，竭力做的更好，更要学以致用！
