滤波器.docx

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滤波器

电路设计实验报告

学院：

信息科学与工程学院

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

电路图如下：

仿真结果如下图所示：

（2）有源高通滤波器

电路图如下：

仿真结果如下图所示：

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

电路图如下：

仿真结果如下图所示：

（2）有源带通滤波器

电路图如下：

仿真结果如下图所示：

实验结果：

4.测量带阻滤波器的幅频特性

（1）无源带阻滤波器

电路图如下：

仿真结果如下图所示：

（2）有源带阻滤波器

电路图如下：

仿真结果如下图所示：

实验结果：

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