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1、现代电路理论与设计课程实验报告实验名称班级指导老师KHN 滤波器分析与设计研 15-2 班36学号评分实验日期姓名2015-10-30汪瑶一、实验内容1、KHN 滤波器电路组成图原理图滤波器转移函数及设计方程图所示电路的方程为从 V1 处输出时是一个高通滤波器，从V2 处输出时是一个带通滤波器，从V3 处输出时是一个低通滤波器，其转移函数分别为它们的极点频率 w0和 Q 值都相同，分别为各滤波电路的增益分别为二、实验目的（1）定性分析 KHN 滤波器的参数变化对滤波的影响；（2）帮助学生理解滤波器的分析设计过程。三、实验过程1、理论计算为了方便分析计算取 C1=C2=C=10nF，R1=R2=
2、R3=R4=R5=R6=R=100k。由计算公式求得，wp=1000rad/s，Q=1，2、仿真步骤（1）按照电路图，选好元器件，并按理论计算设定元件值，搭建好仿真电路。如下图所示：图仿真电路图（2）设置仿真参数，如下图所示：图仿真参数设置运行仿真，得到如下图所示：图 V1，V2 和 V3 输出波形图（3）改变 C1 值。采用参数扫描方式，让C1 的值从 6n 到 14n，每 2n 取一次值。设置参数扫描后的波形如图所示，图改变参数 C1 的波形变化（4）改变 C2 值。采用参数扫描方式，让 C2 的值从 6n 到 14n，每 2n 取一次值。设置参数扫描后的波形如图所示图改变参数 C2 的波
3、形变化（5）改变 R1 值。采用参数扫描方式，让R1 的值 60k 到 140k，每 20k 取一次值。设置参数扫描后的波形如图所示图改变参数 R1 的波形变化（6）改变 R2 值。采用参数扫描方式，让R2 的值从 60k 到 140k，每 20k 取一次值。设置参数扫描后的波形如图所示图改变参数 R2 的波形变化（7）改变 R3 值。采用参数扫描方式，让R3 的值从 60k 到 140k，每 20k 取一次值设置参数扫描后的波形如下图所示图改变参数 R3 的波形变化（8）改变 R4 值。采用参数扫描方式，让R4 的值从 60k 到 140k，每 20k 取一次值设置参数扫描后的波形如下图所示
4、图改变参数 R4 的波形变化（9）改变 R5 值。采用参数扫描方式，让R5 的值从 60k 到 140k，每 20k 取一次值设置参数扫描后的波形如下图所示图改变参数 R5 的波形变化（10）改变 R6 值。采用参数扫描方式，让R6 的值从 60k 到 140k，每 20k 取一次值设置参数扫描后的波形如下图所示图改变参数 R6 的波形变化四、实验结果分析由图可看出，KHN 滤波器可以实现高通滤波和带通滤波以及低通滤波三种滤波方式，我们可以根据需要，选择不同的输出端口，来实现不同的滤波功能。由图可看出，随着电容 C1 的值由小变大，高通功能端口的输出波形，Q 值逐渐增大，过度带减小明显；带通功
5、能端口的输出波形， 中心频率逐渐减小，通带宽变窄，且高频段变化更为明显；低通功能端口的输出波形，截止频率变化不是很大， Q 值逐渐增大，波形的过渡带明显减小。由图可看出，随着电容 C2 的值由小变大，高通功能端口的输出波形，Q 值逐渐减小，过度带随之增大；带通功能端口的输出波形， 中心频率逐渐减小，通带宽变宽，且低频段变化更为明显；低通功能端口的输出波形，截止频率明显减小， Q 值也逐渐减小，过渡带也随着增大。由图可看出，随着电阻 R1 的值由小变大，高通，带通，低通功能端口的输出波形，变化规律同改变 C1 相似。由图可看出，随着电阻 R2 的值由小变大，高通，带通，低通功能端口的输出波形，变
6、化规律同改变 C2 相似。由图可看出，随着电阻 R3 的值由小变大，高通功能端口的输出波形，Q 值逐渐减小，过度带减小，且输出增益也逐渐减小；带通功能端口的输出波形， 中心频率基本不变，且输出增益明显下降；低通功能端口的输出波形，截止频率变化不是很大， Q 值逐渐减小，波形的过渡带减小，且输出增益也是减小的。由图可看出，随着电阻 R4 的值由小变大，各功能端口的变化规律同改变R3 是相反的。由图可看出，随着电阻R5 的值由小变大，高通功能端口的输出波形， Q 值减小不明显，过度带增大，且输出增益也逐渐减小；带通功能端口的输出波形， 中心频率逐渐减小，而且通带宽基本不变；低通功能端口的输出波形，截止频率变化不是很大， Q 值逐渐增大，波形的过渡带减小，且输出增益增大。由图可看出，随着电阻 R6 的值由小变大，各功能端口的变化规律同改变R5 基本相反，除了带通通带大小也基本不变。综合上述对波形的分析， 我们可以将 C1 或 R1 和 C2 或 R2 分为一组， 它们是改变 Q 值的，改变过度带大小，同时也可改变极点频率或中心频率； 将 R3 或 R4 和 R5 或 R6 分为一组，它们是改变输出增益的。
