模电实验课件


有源滤波器

滤波器的功能是,使特定频率的信号通过, 而抑制(衰减)其他频率的信号。本次实验 的目的是熟悉二阶滤波器的构成及特性,掌 握滤波器幅频特性的测量方法。

R4 AV = 1 + R3

ωn 1 f0 = = 2π 2π R1 R2C1C2

R1 R2C1C2 Q= C2 ( R1 + R2 ) + R1C1 (1 ? AV )

R1 R2C1C2 Q= C2 ( R1 + R2 ) + R1C1 (1 ? AV )

Q=0.707

Q<0.707
理想的低通幅频响应

Q>0.707

滤波器参数的确定步骤:
根据功能需要,确定滤波器特征频率 f 0 Q值应当尽量接近0.707,可较其稍小。 根据公式和阻容系列值确定参数。

该低通滤波器特征频率计算:

P73 图2.44

1 f0 = = 366 Hz 2π R1 R2C1C2

A 20 lg AV
(dB)

0

-10

-20

实验内容:测量并画出该低通滤波器的幅频特性, 横纵坐标均按对数均匀分布(如图所示)。 实验步骤:
计算滤波器的特征频率f0,并计算出待测横坐标X对应的频 率f。公式为 f = 10 X f 0 必测的横坐标及其对应频率如下页表1

-1

0

f lg f0 +1

横坐标 对应频率 增益A 20lg|A/AV| 横坐标 对应频率 增益A 20lg|A/AV|

-1

-0.7

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

36.6 73.0 115.7 145.7 183.4 230.9 290.7

0 366.0

0.1 460.8

0.2 580.1

0.4

0.7

1

919.4 1834.3 3660.0 表1

对应频率 = 10

横坐标

366

横坐标 对应频率 增益A 20lg|A/AV| 横坐标 对应频率 增益A 20lg|A/AV|

-1

-0.7

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

36.6 73.0 115.7 145.7 183.4 230.9 290.7

0 366.0

0.1 460.8

0.2 580.1

0.4

0.7

1

919.4 1834.3 3660.0 表1

给滤波器输入1v的正弦波,其频率为50Hz,用毫伏表测量 记录此时的输出电压Vo,即得到通带电压增益AV 按表1中的对应频率调节信号源频率,注意保持输入电压1v 不变,用毫伏表测量滤波器输出电压(即增益A),填表1 以表1中的20lg|A/AV|为纵坐标,画出该滤波器的幅频特性

该低通滤波器特征频率计算:
P73 图2.45

1 f0 = = 791Hz 2π R1 R2C1C2

A 20 lg AV
(dB) 0

-10

实验内容:测量并画出该高通滤波器的幅频特性, 横纵坐标均按对数均匀分布(如图所示)。 实验步骤:
计算滤波器的特征频率f0,并计算出待测横坐标X对应的频 率f。公式为 f = 10 X f 0 必测的横坐标及其对应频率如下页表2

-1

0

f lg f0 +1

横坐标 对应频率 增益A 20lg|A/AV| 横坐标 对应频率 增益A 20lg|A/AV|

-1

-0.7

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

79.1 157.8 250.1 314.9 396.4

499.1 628.3

0 791 996

0.1

0.2 1254

0.4 1987

0.7 3964 7910

1

表2

对应频率 = 10

横坐标

791

横坐标 对应频率 增益A 20lg|A/AV| 横坐标 对应频率 增益A 20lg|A/AV|

-1

-0.7

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

79.1 157.8 250.1 314.9 396.4

499.1 628.3

0 791 996

0.1

0.2 1254

0.4 1987

0.7 3964 7910

1

表2

给滤波器输入1v的正弦波,其频率为3kHz,用毫伏表测量 记录此时的输出电压Vo,即得到通带电压增益AV 按表2中的对应频率调节信号源频率,注意保持输入电压1v 不变,用毫伏表测量滤波器输出电压(即增益A),填表2 以表2中的20lg|A/AV|为纵坐标,画出该滤波器的幅频特性

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