《有源滤波器设计》word版

1、 实验10 有源滤波器设计任务书一、设计目的 1. 熟悉二阶有源滤波电路幅频特性和相频特性。2. 掌握二阶有源滤波电路的快速设计方法。 3. 掌握二阶有源滤波电路的调试及其幅频特性和相频特性的测试方法。二、使用仪器与器材信号发生器；双线示波器；万用表；直流稳压源；实验电路板；元器件若干。三、设计任务-+N+°°·12345uiuo12345678图中所示为无限增益多路反馈电路的一般形式,请选择适当类型无源元件Y1Y5,以构成低通滤波器和高通滤波器1. 请设计一个二阶1dB无限增益多路反馈切比雪夫低通滤波器，通带增益 Kp=2，截止频率fc=5kHz，画出电路图。2

2、. 请设计一个二阶1dB无限增益多路反馈切比雪夫高通滤波器，通带增益 Kp=2 截止频率fc=2kHz，画出电路图。 以上工作请在实验课前完成。写在实验报告中。四、设计步骤1. 按设计所确定的电路参数，在实验接插板上放入器件，连接低通滤波器（注意连接可靠，正确）2 将信号发生器的输出信号电压幅值调到1V，接入低通滤波器的输入端，并调整信号源的频率，在低通滤波器输出端测量所对应的幅值。（可用示波器或交流毫伏表测试，并计录输入频率值和所对应的输出幅值，测量 1012 点。） 3 用示波器李沙育图形测试低通滤波器的相频特性，测量 1012 点。4 进行高通滤波器的电路连接及幅频特性和相频特性测试。测

3、试方法同上。五、设计报告要求与思考题1. 复习并掌握滤波器的工作原理，设计方法及应注意问题。2. 画出所设计的低通滤波器、高通滤波器的电路图。并注明元件参数。3. 画出幅频特性与相频特性测试原理图，说明测试方法与步骤。4. 以表格形式分别给出低通滤波器与高通滤波器的幅频特性与相频特性测试数据，并画出其特性曲线 。5. 如果将低通滤波器与高通滤波器相串联，得到什么类型的滤波器，其通带与通带增益各为多少？画出其特性曲线。也可在实验中予以观测和证实 。6. 为构成所得类型的滤波器，对低通滤波器与高通滤波器的特性有无特定要求。二者哪个在前有无关系？附录：1几种滤波器原理图、幅频特性2设计思路此次课题要

4、求掌握最基本的二阶滤波器快速的设计方法。要设计RC滤波器，一般采用查表归一快速的设计方法。使用这种方法，必须满足滤波器条件。l 首先给定要求的截止频率fc；l 增益Kp；l 选取滤波器的类型（切比雪夫型、巴特沃斯型），（低通、高通、带通、带阻）；l 选取（一阶、二阶、三阶、四阶、或高阶）滤波器，请参考一些相关资料。测控电路、精密仪器电路然后按下述步骤设计：（1） 先选择电容C1的标称值，电容C的初始值靠经验决定，通常以下面的数据作参考：f c 100Hz C = (10-0.1) Fc = (100-1000)Hz C = (0.1-0.01) Fc = (1-10k)Hz C = (0.01

5、-0.001) Fc = (10-1000k)Hz C = (1000-100)pFc 100kHz C = (100-10)pF（2） 所选择的电容C1的实际值，再按照下式计算电阻换标系数K其中c的单位为Hz；C1的单位为F。（3） 表2-1中查出C1和K1时的电阻值。（4） 再将这些电阻值靠标称的实际电阻值。3设计实例设计一个二阶无限增益多路反馈1dB切比雪夫型低通滤波器，增益Kp = 2，截频（指纹波之间的终止频率）c = 5KHz。设计步骤如下：按上述快速设计方法得到标称的电容取C 0.01F，对应的参数K2，也可以由式l 从下表中查出Kp2时，电容C1C0.01F，K1时的电阻值。R

6、1=2.602 K，R2=5.204 K，R3=8.839 K。l 将上述电阻值乘以参数K=2，得：R1=5.204 K， 取标称值5.1K+104R2=10.408K，取标称值10K+408R3=17.698 K。取标称值15K+2.7K或18K二阶RC滤波器的传递函数表类型传递函数性能参数低通Kp通带内的电压增益Fc低通、高通滤波器的截止频滤F0带通、带阻滤波器的中心频滤Q品质因素，Q（当BW放f0时BW带通、带阻滤波器的带宽高通带通带 阻二阶无限增益多路反馈切比雪夫带阻滤波器设计用表归 一 化 电 路 元 件 值(K)R1(K)R2(K)R3(K)0.796/ Q3.183 QR2/(4

7、 Q2+1)二阶无限增益多路反馈切比雪夫低通滤波器设计用表归 一 化 电 路 元 件 值(K)纹波高度电路元件增益12340.1 dBR1R2R3C12.163k2.163 k1.767 k0.3C1.306 k2.611 k2.928 k0.1C1.103 k6.619 k2.310 k0.05C1.069 k10.690 k2.167 k0.033C0.5 dBR1R2R3C13.374 k3.374 k3.301 k0.15C2.530 k5.060 k3.301 k0.1C1.673 k10.036 k5.045 k0.033C1.608 k16.083 k4.722 k0.022C1

8、 dBR1R2R3C13.821 k3.821 k6.013 k0.1C2.602 k5.204 k8.839 k0.05C2.284 k13.705 k5.588 k0.03C2.213 k22.128 k5.191 k0.02C2 dBR1R2R3C14.658 k4.658 k13.216 k0.05C3.999 k7.997 k7.697 k0.05C3.009 k18.053 k8.524 k0.02C3.113 k31.133 k6.591 k0.015C3 dBR1R2R3C16.308 k6.308 k11.344 k0.05C6.170 k12.341 k6.169 k0.0

9、47C3.754 k22.524 k10.590 k0.015C3.617 k36.171 k9.892 k0.01C二阶无限增益多路反馈切比雪夫高通滤波器设计用表归 一 化 电 路 元 件 值(K)纹波高度电路元件增 益12340.1 dBR1(K) R2 (K)C11.2586.669C1.51.11.1150.5C1.71624.4530.21.79846.6840.1C0.5 d BR1 (K)R2 (K)C10.7565.078C0.9088.4630.5C1.03118.6190.21.08035.5460.1C1 d BR1 (K)R2 (K)C10.5824.795C0.699

10、7.9920.5C0.79417.5830.20.83233.3680.1C2 d BR1 (K)R2 (K)C10.4264.889C0.5128.1480.5C0.58117.9250.2C0.60934.2210.1C3 d BR1 (K)R2 (K)C10.3425.241C0.4413.7360.5C0.46719.2190.2C0.48936.6900.1C二阶无限增益多路反馈带通滤波器设计用表归 一 化 电 路 元 件 值(K)Q电路元件增 益12468103R1R2R34.7750.2819.5492.3870.2989.5491.1940.3419.5490.7960.398

11、9.5490.5970.4779.5490.4770.5979.5494R1R2R36.3360.20512.7323.18.0.21212.7321.5920.22712.7321.0610.24512.7320.7960.26512.7320.6370.28912.7325R1R2R37.9580.16215.9153.9790.16615.9151.9890.17315.9151.3260.18115.9150.9950.18915.9150.7960.19915.9156R1R2R39.5490.13419.09947750.13619.0992.3870.14019.0991.5920.14519.0991.1940.14919.0990.9550.15419.0997R1R2R311.1410.11522.2825.5700.11622.2822.7850.11922.2821.8570.12122.2821.3930.12422.2821.1140.12722.2828R1R2R312.7320.10025.4656.3