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文档简介

实验八RC有源滤波器

1.8.1实验目的

⒈学习运算放大器在信号处理方面的应用⒉掌握RC有源滤波器的快速设计方法1.8.2RC有源滤波器的快速设计方法一、滤波器的传输特性根据频率范围可分为低通、高通、带通和带阻四种滤波器。(a)带通（b）带阻图1滤波器的幅频特性(a)低通（b）高通

二、有源滤波器设计的一般考虑理想的滤波器应在要求的频带内具有均匀而稳定的增益，在通带外则具有无穷大的衰减。实际滤波器不可能达到这种性能，只能采用各种函数来逼近理想滤波器的频率特性。用运放和RC网络组成的有源滤波器具有许多独特的优点，本节就介绍这种滤波器的快速设计方法。⒈关于滤波器类型的选择常用的类型有：一、二阶滤波电路、无限增益多环反馈型、压控电压源型。⒉级数选择一阶滤波器可获得-6dB每倍频程（-20dB每十倍频程）的衰减；二阶滤波器可获得-12dB每倍频程（-40dB每十倍频程）的

表1滤波器工作频率与电容取值的对应关系F（1~10）Hz（10~102）Hz（102~103）Hz（1~10）kHz （10~102）kHz（102~103）kHzC（20~10)μF（10~0.1)μF (1~0.1)μF(104~103)pF(103~102)pF(102~10)p

表4.5.1中所标的频率，对低通滤波器是上限频率，对高通滤波器是下限频率，对带通滤波器和带阻滤波器是中心频率。图4.5.2二阶RC有源低通滤波器(a)压控电压源电路（VCVS)(b)无限增益多路反馈电路(MFB)

三、滤波器的快速设计方法快速设计是通过查表的方式来确定滤波器电路的组成及元件参数。在设计滤波器时，通常给定的性能指标有截止频率fc或截止角频率ωc，带内增益AV，以及滤波器的品质因数Q。对于二阶低通滤波器，通常取Q=0.707。

⒈已知条件响应特性（巴特沃斯或切比雪夫）、电路形式（VCVS或MFB）、类型（低通、高通、带通、带阻）、性能参数（fc、AV、Q或BW)图4.5.3幅频特性与Q的关系

例设计一个二阶压控电压源低通滤波器，要求截止频率fc=2kHz,增益AV=2。解：⑴电路如图，运放为741。⑵由fc=2kHz查表取C=0.01μF。⑶查表得AV=2时，C1=C=0.01μF；K=1时，R1=1.126kΩ,R2=2.250kΩ,R3=6.752kΩ,R4=6.752kΩ.⑷将以上电阻值乘以K=5得：R1=5.63kΩ,R2=11.25kΩ,R3=R4=33.76kΩ二、搭接电路验证所设计电路的功能，用描点法测绘频率特性曲线，测出截止频率为fc和带内增益为AV。

三、撰写设计报告（含详细设计过程、实验结果、器材清单）。

四、现场演示、检验，回答问题。

1.8.6实验报告的要求

提交设计报告。

专业班截止频率fC带内增益AV品质因数Q滤波特性1

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