有源带通滤波器

�����有源带通 9 掌握有源滤波电路的基本概念，了解滤波电路的 选频特性、通频带等概念，加深对有源滤波电路 的认识和理解。 9 用Pspice仿真的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 来研究滤波电路，了解元件 参数对滤波效果的影响。 9 根据给定的带通滤波器结构和元件， 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 三种不 同中心频率的带通滤波器电路的工作特点及滤波 效果，分析电路的频率特性。 9 实现给定方波波形的分解和合成。 实验原理 滤波器是一种二端口网络，它的作用是允许某频率范 围的信号通过，滤掉或抑制其他频率的信号。 无源滤波器通常由RLC元件组成，有源滤波器由电 阻、电容和运算放大器组成。 相比无源滤波器，有源滤波器有如下优点： ‡ 不需要电感，体积小，可以集成化； ‡ 能提供增益； ‡ 可以和电压跟随器结合使用，使得滤波器每级与 电源和负载阻抗的影响隔离开，这种隔离允许独立 设计滤波器各级，然后级联起来实现所要求的传递 函数。 当激励源频率变化时，响应 随激励频率变化而变化，这一 变化关系称为电路的频率特 性。 传递函数的模随频率的变化 关系称为幅频特性，幅角随频 率的变化关系称为相频特性。 中心频率：ω0 通频带B：二个半功率点的频率范围宽度，即当外加电 压幅度相等，以谐振频率时在谐振电路上获得的功率 为基准，当电压频率偏离（增加或减小）ω0，外加信 号电压在谐振电路中产生的功率减小到一半时的上下 二个频率值之差。 0 0 2 1 , fBW f Q Q ωω ω= − = Δ = 品质因数Q值越大曲线越尖锐，电路对频率以外信号 的抑制作用越大，这意味着谐振电路的选择性越 好。反之，Q值越小曲线越平坦，电路选择性较 差。 运算放大器是目前获得广泛应用的一种多端器件， 是最重要的电子器件单元之一。 运算放大器是一种电压增益（或称放大倍数）很 高的放大器件，它具有高输入阻抗和低输出阻抗的特 点。 典型运放：(a) 管脚/引脚图, (b) 电路符号 1. pin 2，反相输入 2. pin 3，同相输入 3. pin 6，输出 4. 供电电源正极性 , pin 7. 5. 供电电源负极性 , pin 4. 运放必须由电源供电才能正常工作。 传递函数为： 带通滤波器的增益Kp定义为传递函数在中心频率处的 幅值增益。 三个带通滤波器设计为：Kp=4，Q=5，中心频率分别 为：1kHz，3kHz，5kHz。 − + + vo − CR1 C R2 R3 vS 2 2 0 ( ) p K Bs H s s Bs ω= + + 带通滤波器 反相加法器 v3 v1 Rf R1 − + + vo − R2 R3 v2 输出为： 1 2 3 1 2 3 ( )f f fo R R R v v v v R R R = − + + 方波信号的傅里叶级数分解 t f(t) f(t) t Em 1 1 1 4 1 1( ) sin sin 3 sin 5 3 5 Uf t t t tω ω ωπ ⎛ ⎞= + + +⎜ ⎟⎝ ⎠"" 实验任务 1 输入信号： Um=1V，f=1KHz的 方波电压； − + + vo − CR1 C R2 R3 vS 分别选择三个不同中心频率的带通滤波器： 9在示波器上同时观察输入与输出的变化； 9对输出信号作fft分析； 输出波形和fft 带通——1KHz Time 15.0ms 15.5ms 16.0ms 16.5ms 17.0ms V(R31:1) V(U1:OUT) -5.0V 0V 5.0V Frequency 0Hz 5KHz 10KHz 13KHz V(R31:1) V(Rf:2) 0V 0.5V 1.0V 1.5V 输出波形和fft 带通——3KHz Time 15.0ms 15.5ms 16.0ms 16.5ms 17.0ms V(R31:1) V(U2:OUT) -4.0V 0V 4.0V Frequency 0Hz 5KHz 10KHz 13KHz V(R31:1) V(U4:OUT) 0V 0.5V 1.0V 1.5V 输出波形和fft 带通——5KHz Time 15.0ms 15.5ms 16.0ms 16.5ms 17.0ms V(R31:1) V(U3:OUT) -2.0V 0V 2.0V Frequency 0Hz 5KHz 10KHz 13KHz V(R31:1) V(U4:OUT) 0V 0.5V 1.0V 1.5V 实验任务 2 输入信号：Um=1V，f=1KHz的方波电压； 将三个带通滤波器的输出连接到反相加法器的输入端 ： 9在示波器上同时观察输入与输出的变化； 9对输出信号作fft分析； 仿真曲线： 带通输出的合成 Time 15.0ms 15.5ms 16.0ms 16.5ms 17.0ms V(R31:1) V(U4:OUT) -2.0V 0V 2.0V Frequency 0Hz 5KHz 10KHz 13KHz V(R31:1) V(U4:OUT) 0V 0.5V 1.0V 1.5V 实验任务 3 输入信号：Um=1V的正弦波电压； 9绘制中心频率为1KHz带通滤波器的幅频特性图 Frequency 100Hz 1.0KHz 10KHz 100KHz V(U1:OUT) V(U2:OUT) V(U3:OUT) 0V 2.0V 4.0V 9用示波器进行读数； 9数据点不少于15个； 9合理安排数据点，中心频率点必须测到； 9幅频特性图：横轴为频率，纵轴为输出电压与 输入电压的比值； „ 1、信号源 „ 2、动态实验单元——滤波器组件 „ 3、数字示波器 实验设备 信号源输入 红色接信号输出端 （红 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 棒） 绿色接地（黑表棒） ±15V电源 红色接+15V 绿色接地 黄色接−15V 二档电源开关 往上为通， 往下为断， 有些开关是三档 的，中间为空档； 当开关通时，开关 下方的 LED会发 亮。 LF356运放 方向指示朝上 引脚3已经接地 黄色为输出端。 绿色为地， 和信号源、电源 都是共地的 可调电阻 0~10kΩ ±15V电源 红色接+15V；绿色接地；黄色接 −15V 接入前用万用表检查电源输出，如果没有输出，检查 保险丝。 滤波器的输 出端 反相加法器的输 入电阻 反相加法器的反 馈电阻 可调电阻，可用 作反相加法器的 反馈电阻 反相加法器 „ 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 原始波形分别通过三个带通滤波器后，波形和谐 波成分的变化； „ 记录三个带通滤波器的输出波形通过反相加法器后的 波形和谐波成分的变化； „ 记录中心频率为1KHz带通滤波器的幅频特性曲线； „ 总结带通滤波器对通过的信号的影响，原信号波形和 谐波成分的变化； „ 根据实验结果，总结你对有源滤波器电路工作特性的 认识。 实验报告要求 潇湘整理 实验目的 实验原理 实验报告要求