实验5无源滤波器和有源滤波器.docx
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实验5无源滤波器和有源滤波器
一、实验目的
1.熟悉模拟滤波器的构成及其特性；
2.学会测量滤波器幅频特性的方法。
二、主要实验设备和软件
1.PC机1台；
2.NImyDAQ便携式数据采集设备1套；
3.面包板1块，电阻、电容、原酸放大器（741）若干，导线。
三、实验原理
模拟滤波器是一种能使有用频率信号通过而同时抑制（或大为衰减）无用频率信号的电子装置，工程上常用它作信号处理、数据传送和抑制干扰等。
以往的模拟滤波器电路主要采用无源元件R、L和C组成，成为无源滤波器。
集成运放获得迅速发展后，由它和R、C组成的有源滤波电路，具有不用电感、体积小、重量轻等优点，同时参数更易调节，覆盖的频率范围很宽。
四、实验内容和结果（仿真和实际实验数据）
（1）无源低通滤波器
Vi（V）
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
f（kHz）
0.1
1
1.5
2
2.5
3
3.5
5
7.5
10
Vo（mV）
1026
809.53
631.7
529.63
443.28
375.55
321.95
241.38
208.96
156.64
（2）有源低通滤波器
Vi（V）
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
f（kHz）
0.1
1
1.5
2
2.5
3
3.5
5
7.5
10
Vo（mV）
2.074
1.571
1.246
1.005
0.816
0.684
0.572
0.353
0.179
0.101
（3）无源高通滤波器
Vi（V）
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
f（kHz）
0.1
0.5
2
3
3.5
4
4.5
6
8
10
20
Vo（mV）
10.286
23.042
206.83
318.93
371.84
423.04
473.52
583.14
694.73
769.82
925.24
（4）有源高通滤波器
Vi（V）
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
f（kHz）
0.1
0.5
2
3
3.5
4
4.5
6
8
10
20
Vo（uV）
0.069
0.322
0.815
0.995
1.079
1.156
1.232
1.416
1.605
1.738
2.045
（5）无源带通滤波器
Vi（V）
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
f（kHz）
0.1
0.5
2
3
3.5
4
4.5
6
8
10
20
Vo（mV）
32.281
147.72
319.25
333.19
332.21
328.67
323.54
301.34
269.44
240.12
144.25
（6）有源带通滤波器
Vi（V）
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
f（kHz）
0.1
0.5
2
3
3.5
4
4.5
6
8
10
20
Vo（uV）
33.38
161.12
432.23
472.67
474.91
469.41
458.68
413.04
343.99
282.60
109.97
（7）无源带阻滤波器
Vi（V）
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
f（kHz）
0.1
0.5
2
3
3.5
4
4.5
6
8
10
20
Vo（mV）
991.87
834.82
219.95
21.879
56.366
122.86
184.14
335.04
478.26
590.79
837.32
（8）有源带阻滤波器
Vi（V）
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
f（kHz）
0.1
0.5
2
3
3.5
4
4.5
6
8
10
20
Vo（mV）
990.64
839.04
225.06
15.345
66.496
132.99
189.26
340.15
473.14
585.57
843.99
四、实验心得
1.从仿真结果来看，有源滤波器在频率较大的情况下输出结果会有一个增大的过程，而无源滤波器是一直减小的。
从图中可以看出有源的通频带比无源的要宽，有源截止频率1.4k，通频带1.4k；无源截止频率1.2k，通频带1.2k。
2.有源和无源高通滤波器的仿真结果几乎一致，但实验数据差异较大。
通频带也差不多，截止频率大概在4k左右。
3.有源和无源带通滤波器仿真结果几乎一样，但是实际数据的幅频特性曲线不一样，有源的曲线比无源的要高，且最高点有向频率大的地方移。
无源的截止频率分别是1k和10k，通频带在9k左右，有源的截止频率在1k和8k左右，通频带在7k左右。
4.有源和无源带阻滤波器仿真结果和实验结果都几乎一致，截止频率在1k和16k左右，通频带是小于1k和大于16k。
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