西工大模电实验报告完整版 - 图文

2.9 有源滤波器

一、实验目的

（1） 掌握在仿真情况下测试滤波器的波特图与上限频率。

（2） 掌握滤波器上限频率的测试方法，了解滤波器在实际中的应用。

二、实验原理

滤波器是具有频率选择功能的电路，它允许一定频率范围内的信号通过，而对不需要传送的频率范围的信号实现有效的抑制，从而“过滤”掉不需要的频率信号，理想的滤波器通带内具有均匀而稳定的增益，而在通带以外则具有无穷大的衰减。

根据滤波器通带和阻带的不同，滤波器可以分为低通、高通、带通、带阻和全通等类型。

由于引入反馈程度的不同，即使是同一类型的滤波器，其幅频响应曲线和相频曲线也会有较大的差别。

滤波器的主要技术指标由通带和阻带以及相应的带宽，通带指标有上限频率（一般为3dB截止频率）和通带传输系数。阻带指标通常为对外带传输系数的衰减速度（即带沿的陡变）。

通带的上限频率fH’为滤波器增益比通带增益下降3dB时的频率。 增益AV：

(dB)

传输系数：

自然频率：ωn=2πfH 本实验中传输系数为：

本实验中阻尼系数为：ξ=0.707

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本实验选取C1=0.039μF，C2=0.01μF，R1=10kΩ，R2=51 kΩ，R3=510kΩ，R4=33Ω。本实验电路图如下：

三、实验内容

（一） 计算机仿真部分

（1） 根据实验电路图画出的滤波部分仿真电路图如下。

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其中得到的波特图绘制仪的命令为“Simulate?Instrument?Bode Plotter”。 （2）输入VPP=1V，f=100Hz的正弦波信号，得到波特图绘制仪所绘制的波特图下。注意纵坐标设置为-100—50dB。

（3）保持输入信号不变，试改变波特图绘制仪的横纵坐标设置，观察波特图的变化。

（4）保持正弦波输入信号的峰峰值不变，仅改变其频率，分别输入f=100Hz，200Hz，400Hz，600Hz和800Hz用示波器分别观察在三种输入情况下的输入信号与输出信号的波形，计算

的值。

(5) 保持正弦波输入信号的峰峰值不变，调节其频率，记录当=时输入信号

的频率fH’（在仿真过程中，测量滤波器的3dB截止频率fH’，也可以通过波特图得到）。

四、实验结果

（1）不同频率下输入与输出信号的波形

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