实验七 有源滤波电路实验指导书

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1、实验七有源滤波电路一、实验目的1、熟悉运算放大器和电阻构成的有源滤波器。2、掌握有源滤波器的调试。二、预习要求1、复习有源低通、高通、带通和带阻滤波器的工作原理。2、计算实验电路的截止频率。三、仪器设备双踪示波器，1台；函数信号发生器，1台；晶体管毫伏表，1台；万用表，1块；实验箱，1个。四、实验原理与说明滤波器是一种选频电路，它是一种使有用频率信号通过，同时抑制（或大为衰减）无用频率信号的电子装置。无源滤波器是指无源元件电阻、电感、电容组成的滤波电路；有源滤波器是指由放大器、电阻、电容组成的滤波电路。本实验研究的有源滤波电路是由运放和R、C组成的。根据频率范围可将其分为低通

2、、高通、带通与带阻等四种滤波器。低通滤波器的功能是允许从到某一截止频率ωc的低频信号通过，而对于大于ωc的其它频率有抑制作用。低通滤波器可以用来滤除高频干扰信号。高通滤波器的功能是让高于截止频率的高频信号顺利通过，而使从零到阻带频率的低频信号受到衰减。高通滤波器主要应用于抑制低频干扰、电源脉动和直流成分等。带通滤波器的功能是让有限带宽（ωL≤ω≤ωH）内的频率信号顺利通过，而让频率范围以外的频率信号受到衰减。带阻滤波器又称陷波器，是一种特殊的RC有源滤波器，其功能是让有限带宽（ωL≤ω≤ωH）内的频率信号受到衰减，其余信号可以顺利通过。由于集成运放的带宽有限，目前有源滤波器的

3、最高工作频率只能达到1MHz左右。五、实验内容1、测试二阶有源低通滤波器的幅频响应4图7-1二阶有源低通滤波器根据图7-1连接线路。在输入端加入固定幅度不同频率的正弦信号，在200HZ频率范围内粗略观察Uo的观察变化看它是否具有低通的特性，如不具有，则电路有故障，排除故障再进行下面的实验内容。在输入端加入固定幅度（Ui=2V），频率不同的正弦信号，使fi从50HZ开始逐步增大，观察并记录输出电压Uo，测试结果记入表7-1中。表7-1信号频率f（Hz）501002003004004805506007001K5KVo（V）20㏒︱Vo/Vi︳（dB）2、测试二阶有源高通滤波器的幅

4、频响应图7-2二阶有源高通滤波器按图7-2接线，测试二阶有源高通滤波器的幅频响应。测试结果填入表8-2中。4表7-2信号频率f（Hz）1002003004004805506007001K5K10KVo（V）20㏒︱Vo/Vi︳（dB）3、将图7-2中电容改为0.033μF，同时将图8-1的输出与图8-2的输入端相连，测试它们的幅频响应。测试结果填入表8-3中。表7-3信号频率f（Hz）501002003004004805506007001K2KVo（V）20㏒︱Vo/Vi︳（dB）4、（选做）设计完成一个中心频率为1KHz、带宽约40Hz的二阶有源带通滤波器，定性观测其幅频特

5、性，并将幅值1V、频率1KHz的方波输入该滤波器，观测输出波形。六、注意事项在实验过程中，改变输入信号频率时，注意保持Vi始终不变。七、实验报告要求1、用表列出实验结果。以频率的对数为横坐标，电压增益的分贝数为纵坐标，在同一坐标上分别绘出二种（低通、高通）滤波器的幅频特性。说明二阶低通和高通滤波器的幅频特性具有对偶关系。2、简要说明测试结果与理论值有一定差异的主要原因。八、思考题1、实验中，若集成运放不工作将产生什么现象？2、当有用信号上叠加有“毛刺”（高频干扰）时，应该选用何种滤波器？44