有关有源低通滤波器性能测试课件

上海科学技术职业学院实验十五有源滤波器的性能测试1.实验目的2实验原理3实验仪器4.实验内容5思考题6实验后整理图7.答案返回上海科学技术职业学院实验目的1.了解集成运放在有源滤波器中的应用2.熟悉有源滤波器的设计过程。3通过对有源滤波器的制作与调试,熟悉有源滤波器幅频特性的测试方法返回上海科学技术职业学院实验原理滤波器是一种能使有用频率信号通过(称为通带)而对无用频率范围的信号实现有效地抑制(称为阻带)的电路。它的种类很多,人们常以能够通过或被抑制信号的频率范围来对滤波器命名,如:低通、高通、带通、带阻等。由集成运祘放大器和简单的RC网络可构成各种性能的滤波器,这即是有源滤波器,由于有源滤波器不用电感,体积小、重量轻、通带频率和品质因数容易控制等优点而得到广泛地应用,同时还具有易级联、有增益,使之与具体的电路连接相当方便。实际应用中为使处于滤波器阻带范围內的信号有较快的衰减,常采用高阶滤波器,最典型的即是二阶滤波器,这种滤波器在通带外有40dB/十倍频程的衰减速度。如再要获得更快的衰减,则可多个滤波器级联,组成更高阶数的滤波器返回上海科学技术职业学院本次实验组建的为压控电压源型二阶滤波器,它由施加深度负反馈的运算放大器与Rc网络组合而构成,线路简单。电路模型如图15-1所示。只要对图中Y1、Y2、Y3和Y4选取不同的导纳参数,即可获得低通、高通、带通、带阻等不同形式的传递函数。当Y1=Y3=R,Y2=Y4=SC;电路就构成了二阶有源低通滤波器,当Y1=Y3=SC,Y2=Y4=R;电路就构成了二阶有源高通滤波器。所构成滤波器转折频率:fc=1/(2TRc)回路品质因数:Q=1/(3Auf)式中:Auf=1+Rf/R1。从上面滤波器转折频率的计算式可知,R1和Rf并未对滤波器的频率特性产生影响,但却影响了回路品质因数Q值,我们希望Q值近似等于0.707,则此时滤波器的带内幅频特性最为平坦,故又称Q=0.707时的滤波器为带内最大平坦响应滤波器(也称巴特沃斯滤波器)。实验仪器YB1719双路直流稳压电源2.EE1643函数信号发生器3.YB4325双踪示波器4.MF-50型万用表(自制)5.电路实验板6.接线与元器件若干:(材料清单如下)电阻:5.1K×2,10K×2,51K,30K二.电容:2.2μfX2,0.01μf×2三集成块:LM741返回上海科学技术职业学院实验内容1有源低通滤波器的特性测试变)此时,(Uip=6.3V(窗口显示值为59Vp)(调节输入端电压Uipp使输出电压Uopp=10V并保持1)理论计算图152所示电路的转折频率。2)在电路实验板上组建如图152所示的电路。③3)将EE1643信号发生器的信号输出幅度调整为1vPP(窗口显示值),并将输出信号连接到滤波器的输入端,用YB4325双踪示波器的两个探头分别监视滤波器的输入输出端返回上海科学技术职业学院(4)对接好的电路检查,无误后可打开电源。(5)调整示波器,测量此滤波器输入输出信号的幅度,计算出此滤波器的电压增益。(6)调节EE1643信号发生器的输出频率,对此滤波器的幅频特性进行测试。测试数据请列表记录,并根据数据定量描绘出此滤波器的波特图,(注:在转折频率附近测量的点数应足够,通带内和通带外测量的点数则可少。但测量的总点数不得少于810点。返回上海科学技术职业学院低通:Uipp=57V(使输出电压fH:电压为7V为10V时的输入电压)fi=1KHz时的频率频率1K3K35K4K5K|6KK电压10V7V频率8K8.5K9K10K20K50K70K电压返回上海科学技术职业学院2.有源高通滤波器的特性测试(1)理论计算图15-3所示电路的转折频率。(2)在电路实验板上组建如图153所示的电路(3)重复有源低通滤波器的特性测试中(3)(4)(5)(6)的测量内容将图15-3电路的输入端接到图15-2电路的输出端,将构成带通滤波器,请参照前面的测量方法,测量此合并后的滤波器的总频率特性,并画出波特图。返回上海科学技术职业学院