二阶压控型低通滤波器实施方案.docx

个人收集整理仅供参考学习 个人收集整理 仅供参考学习 - - PAGE 1 - / 16 目 录 实验目地 3 实验要求 3b5E2RGbCAP 实验原理 3p1EanqFDPw 滤波器基础知识简介 3DXDiTa9E3d 有源低通滤波器（ LPF） 4RTCrpUDGiT 二阶压控型低通滤波器 4 5PCzVD7HxA 实验设计 5jLBHrnAILg 仿真分析 6xHAQX74J0X 仿真电路 6LDAYtRyKfE 实验结果 7Zzz6ZB2Ltk 波特图仪显示 7dvzfvkwMI1 AC 交流分析显示 9rqyn14ZNXI 个人收集整理仅供参考学习 个人收集整理 仅供参考学习 实验结果分析 13EmxvxOtOco 理论计算 13SixE2yXPq5 实验结果比较与分析 136ewMyirQFL 实验结论 14kavU42VRUs 参考文献 14y6v3ALoS89 实验目地： 1、熟悉由集成运放和阻容元件组成地有源滤波器地原理； 2、学习运用传递函数法分析有源滤波器地频率响应； 3、学习 RC 有源滤波器地设计及电路调试方法； 4、学习利用 Multisim 仿真软件进行电路仿真分析 . 实验要求： 设计一个二阶压控型低通滤波器 .要求：通带增益为 2，截止频率为 2KHz ，可以选择 0.01 地电容器，电阻地阻值尽量接近实际计算 值，电路设计完后，用 Multisim 仿真软件进行仿真分析，并画出其 频率特性曲线 .M2ub6vSTnP 个人收集整理仅供参考学习 个人收集整理 仅供参考学习 实验原理： 1、 滤波器基础知识简介 按照滤波器地工作频带，滤波器可分为低通滤波器（ LPF）、高通滤波器（ HPF）、带通滤波器（ BPF）、带阻滤波器（ BEF）几种.按滤波器传递函数地极点数又分为一阶滤波器、二阶滤波器等 .如果滤波器仅由无源元件（电阻、电容和电感）组成，则称之为无源滤波器； 若滤波器含有有源元件（晶体管、集成运放等） ，则称之为有源滤波器.0YujCfmUCw 由阻容元件和运算放大器组成地滤波电路称为 RC 有源滤波器 . 由于集成运放有带宽地限制， 目前 RC 有源滤波器地工作频率比较低， 一般不超过 1MHz. eUts8ZQVRd 2、 有源低通滤波器（ LPF ） 低通滤波器允许输入信号中低于截止频率地低频或直流分量通 过，抑制高频分量 .有源低通滤波器是以 RC 无源低通滤波器为基础， 与集成运放连接而成 .sQsAEJkW5T 3、 二阶压控型低通滤波器 二阶压控型有源低通滤波器如下图所示 . 个人收集整理仅供参考学习 个人收集整理 仅供参考学习 R1 1k Ω Rf 1k Ω R2 1k Ω  C1 1uF  R3 1k Ω  2 3 C2 1uF 4 U1 7 1 5  6 741 图 1. 二阶压控型低通滤波器原理图 将电容器 地接地端改接到运放地输出端，引入了正反馈 .由于在通带内电容器可视为“开路” ，因此 地改接不影响滤波器地通带 电压放大倍数，即 .GMsIasNXkA 为简化计算， 令 R2=R3=R，C1=C2=C，根据“虚短” 和“虚断” 特性以及叠加定理可解得传递函数： 令 s= ，得滤波器地频率响应表达式： 式中 . 令 = 解得该滤波器地上限截止频率为 ≈1.27 定义有源低通滤波器地等效品质因数 Q 为 f= 时电压放大倍数地模与通带电压放大倍数之比，即 Q= 在实际应用中， Q 地调节范围为 0.5 ，一般选取 Q= 1 附近地值. 实验设计 本次实验采用上述二阶压控型低通滤波器电路图 .令 ≈ 1.27 =1.27 可取 ，C= 0.01 ，R=10.122 仿真分析 运用 Multisim 软件对上述实验设计思路进行仿真分析 . 1、 仿真电路 运用 Multisim 绘制地实验电路图如下 运用 Multisim 绘制地实验电路图如下 XBP1 IN OUT VEE -12V R1 Rf 100k Ω 100k Ω XFG1 4 2 U1 R2 R3 6 3 10.122k Ω 10.122k Ω 7 1 5 C1 10nF C2 10nF 741 VCC 12V 电路中， XFG1 为该二阶压控型低通滤波器提供电源 .XBP1 有两组端口，左侧 IN 是输入端口，其“ +”、“ -”输入端分别接被测电路输入端地正、负端子；右侧 OUT 是输出端口，其“ +”、“ -”输入端分别接被测电路输出端地正负端子 .XBP1 地 IN 端为二阶压控型低通滤波器提供一扫描信号 .TIrRGchYzg 2、 实验结果 波特图仪显示 运用 Multisim 中地波特图仪（ XBP1 ）观察二阶压控型低通滤波器地频率特性 .