有源滤波器的设计与调试.ppt

实验八学习有源滤波器的设计与调整，一、实验目的1 .进一步理解有源滤波器的工作原理2 .学习几个有源滤波器的设计方法3 .学习几个有源滤波器的测量方法和步骤。 第二、实验原理、滤波器是仅传输指定频带的信号，并抑制其他频带的信号的电路。 滤波器分为无源滤波器和有源滤波器两种。 无源滤波器：由电感l、电容器c和电阻r等无源元件构成有源滤波器：一般由集成运算放大器和RC网络构成，具有体积小、性能稳定等优点。 同时，由于集成运算放大器的增益和输入阻抗高，输出阻抗低，所以有源滤波器也兼具放大和缓冲作用。 有源滤波器被广泛应用于通信、测量和控制技术中的小信号处理，因为如果使用有源滤波器，则能够强调有用频率的信号，衰减不需要的频率的信号，抑制干扰和噪声，提高信噪比和频率选择的目的。 功能上的有源滤波器包括低通滤波器(LPF )、高通滤波器(HPF )、带通滤波器(BPF )、带阻滤波器(BEF )、高通滤波器(APF )。 其中最初的4种滤波器之间有相互关联，LPF和HPF之间有相互对偶关系。 当LPF的通带截止频率高于HPF的通带截止频率时，将LPF和HPF串联连接而构成BPF，将LPF和HPF并联连接而构成BEF。 在实用电子电路中，还可同时使用若干不同类型的滤波电路。 滤波电路的主要性能指标是通带电压放大器AVP、通带截止频率fP和衰减系数q等。 本实验介绍了二次有源低通滤波器和二次有源高通滤波器的一般设计和调整。 (1)二次有效低通滤波器(二次压控电压源LPF )低通滤波器的特征在于：使低频信号(或直流分量通过，抑制或衰减高频信号，并主要对高次谐波或频率的干扰和噪声信号，例如整流电路的滤波电路进行衰减。 该滤波器有以下关系式：通带电压放大率：通带截止频率：典型的2次有源低通滤波器电路如图8-1(a )所示：电路的选择频率特性基本上依赖于RC网络，电路同时具有同相放大功能，RF，RF 运算放大器在同相动作时输入端有高共模电压，因此请选择共模输入电压高的运算放大器。10k、10k、0.1u、0.1u、10k、10k该电路的特征在于，通过在各组件之前添加二次RC低通滤波器，能够提供阻带中-40dB/十倍的频带衰减，其振幅特性如图8-1(b )所示：(a )。 振幅特性图8-1二次有源低通滤波器电路及其振幅特性，(2)二次有源高通滤波器(二次压控电压源HPF )高通滤波器通过高频信号，抑制或衰减低频信号(或直流分量)。 如图8-2(a )所示，替换图8-1(a )的r和c，即，作为二次有源高通滤波器电路。 这能够在阻带中提供40dB/十倍频率的正斜率，其幅度特性在图8 b中示出。 在二次有源高通滤波器中，下式：通常C1=C2=C，通带放大率：通带截止频率：图8-2的二次有源高通滤波器电路(a )及其振幅特性(b )，10，10，10，0.1u，0.1u， 实验内容和步骤：1.首先使放大器为零.2.沿试验电路图连接线路，注意以下几点：模拟电路实验箱的使用方法，双重电源的连接：电路元件的连接：电路的输出：三，实验内容和步骤，1 .预习要求中的(3)或2 .根据设计的实验电路图与实验箱连接。 根据需要连接正负电源，用数字测试仪调节Vcc=12V。 3 .接通电源，使输入端Vi=0(对地短路)，调节RP，使运行为零(Vo=0)。 发送Vi=1V的交流正弦信号，在20Hz200kHz的范围内改变信号源的频率。 用示波器监视输出波形，用交流毫安测量输出电压Vo (注意：在fo附近测量一些点，改变信号源频率时请保持Vi不变)。观察电路是否具有高通特性或低通特性，并记录相应的频率和输出电压振幅值。 电路的振幅特性绘制如下。 测量的数据请填写下表：表8-1和表8-2、表8-1的低通滤