滤波器文档格式.docx

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专业班级：

12级软件四班

姓名学号：

实验日期：

2013年12月22日

实验十一无源和有源滤波器

一．实验目的

1、了解RC无源和有源滤波器的种类、基本结构及其特性。

2、分析和对比无源和有源滤波器的滤波特性。

二．实验实验仪器设备与元器件

（1）仿真软件平台（Multisim10）；

硬件基础电路实验箱，双踪示波器，数字万用表，

函数信号发生器。

（2）集成运算放大器μA741，电阻，电容。

三．原理说明

滤波器是对输入信号的频率具有选择性的一个二端口网络，它允许某些频率（通常是某

个频带范围）的信号通过，而其它频率的信号受到衰减或抑制，这些网络可以由RLC元件或RC元件构成的无源滤波器，也可以由RC元件和有源器件构成的有源滤波器。

根据幅频特性所表示的通过或阻止信号频率范围的不同，滤波器可分为低通滤波器（LPF）、

高通滤波器（HPF）、带通滤波器（BPF）和带阻滤波器（BEF）四种。

把能够通过的信号频率范围定义为通带，把阻止通过或衰减的信号频率范围定义为阻带。

而通带与阻带的分界点的频率ωc称为截止频率或称转折频率。

图11-1中的|H（jω）|为通带的电压放大倍数，ω0为中心频率，ωcL和ωcH分别为低端和高端截止频率。

四、实验内容

（1）用运放电阻电容设计一阶无源和有源LPF（低通）滤波器。

截止频2Khz，有源通带增益1。

（2）分别用示波器和波特仪、AC分析法测试无源和有源低通滤波器的幅频特性，并与

设计值比较。

（3）现有运放电阻电容（1kΩ10kΩ0.01μF0.022μF）若干，分别设计二阶无源有源LPF（低通）、HPF（高通）、BPF（带通）、BEF（带阻）滤波器，并测试幅频特性。

5、实验数据及分析

1.测量低通滤波器的幅频特性

（1）无源低通滤波器

实验电路如下图所示：

仿真图如下所示：

（2）有源低通滤波器

电路图如下：

仿真结果如下图：

实验测量结果：

2.测量高通滤波器的幅频特性

（1）无源高通滤波器

仿真结果如下图所示：

（2）有源高通滤波器

实验结果：

3.测量带通滤波器的幅频特性

（1）无源带通滤波器

（2）有源带通滤波器

4.测量带阻滤波器的幅频特性

（1）无源带阻滤波器

（2）有源带阻滤波器

实验分析：

由理论分析和结果图比较可得，有源滤波器在通频带内对信号进行了放大，使滤波器具有更大的灵活性，并且有源滤波器的Q值优于无源滤波器。

从实验结果还可以看出，有源滤波器的截止频率的理论值跟实验值偏差很小，而无源滤波器的截止频率的理论值跟实验值偏差比较大。

6、实验感想

通过本次试验我们了解了有源滤波器和无源滤波器的区别，有源滤波器的优点。

学会了如何使用Multisim10软件设计滤波器并进行仿真。

由于对软件的不熟悉导致实验过程中出现了很多错误，花费时间较长