有源二阶低通滤波器资料.doc

韶 关 学 院 课程设计说明书（论文） 课程设计题目：有源二阶低通滤波 课程：有源二阶低通滤波器 学生姓名：何清林 学 号：09101072022 院 系：物理与机电工程学院 专业班级：09电子（2）班 指导教师姓名及职称：周永明 教授 洪远泉 实验师 起止时间： 2011年 2 月—— 2011年 3 月 课程设计评分： 二阶低通滤波器的安装与测试 ①?参照图4电路安装二阶低通滤波器。元件值取：R1 = R2 = R = 1.6k?，R3 = 82k?， R4 = 48k ?，C1 = C2 = C =0.1?F，计算截止频率fc、通带电压放大倍数Auo和Q的值。 ② 取Ui = 2V，由低到高改变输入信号的频率（注意：保持Ui = 2V不变），用毫伏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 在图4电路中将元件值改为：R1 = R2 = R = 3k?，R3 = 82k?，R4 = 48k?，C1 = C2 = C = 0.1?F，计算截止频率fc、通带电压放大倍数Auo和Q的值。并按②的步骤和要求进行测量。  2．二阶高通滤波器的安装与测试????????①?参照图6电路安装二阶高通滤波器。元件值取：R1 = R2 = R = 16k?，R3 = 82k?， R4 = 48k?，C1 = C2 = C = 0.1?F， Q = 0.707，计算截止频率fc和通带电压放大倍数Auo的值。② 取Ui = 2V，由低到高改变输入信号的频率（注意：保持Ui = 2V不变），用毫伏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 在图6电路中将元件值改为：R1 = R2 = R = 10k?，R3 = 82k?，R4 = 48k ?，C1 = C2 = C = 0.1?F，计算截止频率fc、通带电压放大倍数Auo和Q的值。并按②的步骤和要求进行测量。 * 3．二阶带通滤波器的安装与测试????????①?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，计算截止频率fc、通带电压放大倍数Auo和Q的值。② 取Ui = 2V，由低到高改变输入信号的频率（注意：保持Ui = 2V不变），用毫伏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。③ 在图9电路中将元件值改为：R1 = R2 = R = 7.5k?，R3 = 2R = 15k?，R4 = 10k?，R5 = 19k?，C1 = C2 = C = 0.1?F，计算截止频率fc、通带电压放大倍数Auo和Q的值。并按②的步骤和要求进行测量。 仿真电路图 仿真图，示波器数据 有源低通滤波器(LPF) 1 低通滤波器的主要技术指标 （1）通带增益Avp 通带增益是指滤波器在通频带内的电压放大倍数，如图3所示。性能良好的LPF通带内的幅频特性曲线是平坦的，阻带内的电压放大倍数基本为零。 （2）通带截止频率fp 其定义与放大电路的上限截止频率相同，见图3。通带与阻带之间称为过渡带，过渡带越窄，说明滤波器的选择性越好。 图3 LPF的幅频特性曲线 2 简单一阶低通有源滤波器 一阶低通滤波器的电路如图4所示，其幅频特性见图5，图中虚线为理想的情况，实线为实际的情况。特点是电路简单，阻带衰减太慢，选择性较差。 图4 一阶LPF图5 一阶LPF的幅频特性曲线 当f = 0时，电容器可视为开路，通带内的增益为 一阶低通滤波器的传递函数如下，其中 该传递函数式的样子与一节RC低通环节的增益频率表达式差不多，只是缺少通带增益Avp这一项。 3 简单二阶低通有源滤波器 为了使输出电压在高频段以更快的速率下降，以改善滤波效果，再加一节RC低通滤波环节，称为二阶有源滤波电路。它比一阶低通滤波器的滤波效果更好。二阶LPF的电路图如图6所示，幅频特性曲线如图7所示。 6 二阶LPF 图7 二阶LPF的幅频特性曲线 （1）通带增益 当f = 0时，各电容器可视为开路，通带内的增益为 （2）二阶低通有源滤波器传递函数根据图8 可以写出 （1/R+1/R`+1/R）+) (3) U0（s）=(1/s C2R2)*Um(s) 通常有 ，联立求解以上三式，可得滤波器的传递函数