1、實(shí)驗(yàn)五實(shí)驗(yàn)五 RCRC有源低通與帶阻濾波器（仿真）有源低通與帶阻濾波器（仿真）1. 1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?1) (1) 掌握濾波電路頻率特性的測(cè)量方法和主要參掌握濾波電路頻率特性的測(cè)量方法和主要參數(shù)的調(diào)整方法；數(shù)的調(diào)整方法；(2) (2) 了解頻率特性對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?，了解濾波了解頻率特性對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?，了解濾波電路的應(yīng)用；電路的應(yīng)用；(3) (3) 鞏固有源濾波電路的理論知識(shí)，加深理解濾鞏固有源濾波電路的理論知識(shí)，加深理解濾波電路的作用。波電路的作用。2. 實(shí)驗(yàn)電路與說(shuō)明實(shí)驗(yàn)電路與說(shuō)明有源濾波器是一種重要的信號(hào)處理電路，它可以突出有源濾波器是一種重要的信號(hào)處理電路，它可以突出有用頻段的信

2、號(hào)，衰減無(wú)用頻段的信號(hào)，抑制干擾和有用頻段的信號(hào)，衰減無(wú)用頻段的信號(hào)，抑制干擾和噪聲信號(hào)，達(dá)到選頻和提高信噪比的目的。實(shí)際使用噪聲信號(hào)，達(dá)到選頻和提高信噪比的目的。實(shí)際使用時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況選擇低通、高時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況選擇低通、高通、帶通或帶阻濾波器，并確定濾波器的具體形通、帶通或帶阻濾波器，并確定濾波器的具體形式。有源濾波器實(shí)際上是一種具有特定頻率響應(yīng)式。有源濾波器實(shí)際上是一種具有特定頻率響應(yīng)的放大器。的放大器。3 3. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟(1) (1) 一階有源低通濾波電路一階有源低通濾波電路一階有源低通濾波電路如圖一階有源低通濾波電路如圖5.1所示。操作步驟如下：所示。操作步

3、驟如下： 啟動(dòng)啟動(dòng)EWB/Multisim，輸入并保存圖，輸入并保存圖5.1所示電路。所示電路。 測(cè)試準(zhǔn)備：輸入幅度測(cè)試準(zhǔn)備：輸入幅度1V、1kHz的正弦波，運(yùn)行電的正弦波，運(yùn)行電路，用示波器觀察路，用示波器觀察u us s、u uo o的波形，以確保電路正常工的波形，以確保電路正常工作。作。圖圖 5.1 一階有源低通濾波電路一階有源低通濾波電路 觀測(cè)并調(diào)整頻率特性觀測(cè)并調(diào)整頻率特性測(cè)量幅頻特性：按表測(cè)量幅頻特性：按表5.1要求用波特圖儀測(cè)量幅頻特要求用波特圖儀測(cè)量幅頻特性，觀察電位器性，觀察電位器RPRP2 2和電容和電容C C大小對(duì)截止頻率大小對(duì)截止頻率f fH H的影響，的影響，觀察電位

4、器觀察電位器RPRP1 1大小對(duì)低頻增益大小對(duì)低頻增益A Aufuf的影響。的影響。表表5.1 測(cè)量分析一階有源低通濾波電路的幅頻特性測(cè)量分析一階有源低通濾波電路的幅頻特性觀察相頻特性：用波特圖儀觀察相頻特性，參數(shù)觀察相頻特性：用波特圖儀觀察相頻特性，參數(shù)設(shè)置參考值為：特性測(cè)量選擇設(shè)置參考值為：特性測(cè)量選擇“Phase”，Vertical坐標(biāo)類型選擇坐標(biāo)類型選擇“Lin”，其坐標(biāo)范圍選擇起點(diǎn)，其坐標(biāo)范圍選擇起點(diǎn)I為為“0”、終點(diǎn)、終點(diǎn)F為為“90”，Horizontal坐標(biāo)類坐標(biāo)類型選擇型選擇“Log”，其坐標(biāo)范圍選擇起點(diǎn)，其坐標(biāo)范圍選擇起點(diǎn)I為為“0.1Hz”、終點(diǎn)終點(diǎn)F為為“10MHz”。

5、 觀察低通濾波電路對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懀狠斎敕^察低通濾波電路對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懀狠斎敕葹槎葹?V的正弦波，觀察并比較信號(hào)頻率分別為的正弦波，觀察并比較信號(hào)頻率分別為1kHz和和10kHz時(shí)輸出電壓時(shí)輸出電壓u uo o波形形狀、大小的變化。將參波形形狀、大小的變化。將參數(shù)恢復(fù)為圖數(shù)恢復(fù)為圖5.1所示，進(jìn)行觀察比較，然后將輸入波所示，進(jìn)行觀察比較，然后將輸入波形改成方波，再進(jìn)行觀察比較，并定性記錄波形。形改成方波，再進(jìn)行觀察比較，并定性記錄波形。 設(shè)計(jì)一個(gè)低頻增益設(shè)計(jì)一個(gè)低頻增益Auf為為10dB、截止頻率、截止頻率fH為為1kHz的低通濾波電路。的低通濾波電路。(2) 100Hz(2) 100H

6、z二階帶阻濾波電路二階帶阻濾波電路100Hz100Hz二階帶阻濾波電路如圖二階帶阻濾波電路如圖5.2所示。操作步驟如下：所示。操作步驟如下： 輸入并保存圖輸入并保存圖5.2所示電路。所示電路。 用波特圖儀測(cè)量幅頻特性。用波特圖儀測(cè)量幅頻特性。a. a. 測(cè)量并記錄通帶增益和帶阻濾波頻率。測(cè)量并記錄通帶增益和帶阻濾波頻率。b. b. 觀察改變電阻觀察改變電阻R R或電容或電容C C的大小對(duì)截止頻率的影響。的大小對(duì)截止頻率的影響。c. c. 觀察電阻觀察電阻R Rf f的大小對(duì)通帶增益的影響。的大小對(duì)通帶增益的影響。 觀察干擾信號(hào)和帶阻濾波電路的濾波效果。觀察干擾信號(hào)和帶阻濾波電路的濾波效果。a

7、a 圖圖5.2中干擾信號(hào)中干擾信號(hào)u ud d為為0.2V、100Hz的正弦波，有的正弦波，有用信號(hào)用信號(hào)u us s為為1V、10Hz的正弦波，電路的輸入信號(hào)的正弦波，電路的輸入信號(hào)u ui i由這由這兩者疊加而成，因此，對(duì)有用信號(hào)而言，干擾信號(hào)視為兩者疊加而成，因此，對(duì)有用信號(hào)而言，干擾信號(hào)視為高頻干擾，用示波器觀察這種高頻干擾波形的特點(diǎn)，并高頻干擾，用示波器觀察這種高頻干擾波形的特點(diǎn)，并定性記錄波形。然后運(yùn)行電路，用示波器比較定性記錄波形。然后運(yùn)行電路，用示波器比較u ui i和和u uo o波波形，觀察帶阻濾波電路的濾波效果。形，觀察帶阻濾波電路的濾波效果。 圖圖5.2 100Hz10

8、0Hz二階帶阻濾波電二階帶阻濾波電路路b. b. 將有用信號(hào)將有用信號(hào)u us s改為改為1kHz，這時(shí)，這時(shí)u ud d波形為低頻干擾波形為低頻干擾波形，用示波器觀察其波形特點(diǎn)，并定性記錄波形。波形，用示波器觀察其波形特點(diǎn)，并定性記錄波形。然后運(yùn)行電路，觀察帶阻濾波效果。然后運(yùn)行電路，觀察帶阻濾波效果。 設(shè)計(jì)一個(gè)設(shè)計(jì)一個(gè)50Hz二階帶阻濾波電路。二階帶阻濾波電路。4 4. 實(shí)驗(yàn)總結(jié)與分析實(shí)驗(yàn)總結(jié)與分析(1) (1) 整理測(cè)量記錄，分析測(cè)量結(jié)果。整理測(cè)量記錄，分析測(cè)量結(jié)果。(2) (2) 畫出圖畫出圖5.1所示一階有源低通濾波電路的幅頻特所示一階有源低通濾波電路的幅頻特性，總結(jié)其幅頻特性參數(shù)的調(diào)節(jié)方法。性，總結(jié)其幅頻特性參數(shù)的調(diào)節(jié)方法。(3) (3) 畫出圖畫出圖5.1所示電路輸入所示電路輸入10kHz方波時(shí)的輸入、方波時(shí)的輸入、輸出波形，并分析輸出波形失真的原因。輸出波形，并分析輸出波形失真的原因。(