1、 四种滤波器的幅频特性本次实验是观察四种滤波器(低通、高通、带宽、带阻)的幅频特性,以加强对各种滤波器的功能认知。本次实验我们选用的放大器为 324 型,其功能图如下所示:下面我们来逐步观察一下四种滤波器的特性。1. 低通滤波器其电路图如下所示:图中,电阻 R1=R2=R=10K,C1=C2=0.01uF,Ro=0.8R=8,Vcc+ +12V,Vcc-12V,低通滤波器的传递函数 ,202)(sKsHp,其中 22102100 ;1 CRKCCRRK ffp 带入数据 w。10000rad/s,Kp 1.8,1.2,;202025/45/78.)(jH当 w0 时 1.8, ;w 增加且 w
2、4800rad/s 时, )(jH)(jH减小,;w 趋近无穷时, 趋近于 0。此时 wc=1.17rad/s。)(j )(j对于不同的 ,滤波器的幅频特性也不相同对于实验中的低通,1.2,与 1.25 的相似,我们对于实验数据的测量如下:输入为 100mV频率 f(Hz) 输出 V(v) 频率 f(Hz) 输出 V(v)10 1.965 2200 0.75630 1.965 2300 0.69850 1.960 2400 0.650100 1.950 2500 0.596200 1.945 2600 0.548500 1.945 2700 0.518800 1.945 2800 0.4841
3、000 1.855 2900 0.4381100 1.795 3000 0.4141200 1.755 3500 0.3111300 1.700 4000 0.2381400 1.490 4500 0.1801500 1.400 5000 0.1481600 1.290 5500 0.1231700 1.195 6000 0.1051800 1.095 7000 0.0781900 0.966 8000 0.0572000 0.898 9000 0.0462100 0.818 10000 0.036范围 106kHz 输出不失真 绘出的幅频特性图如下:2、高通滤波器其电路图如下:其中 R1=R
4、2=R=10K,C1=C2=0.01uF,Ro=0.8R=8K高通的传递函数为 , ,202)(sKsHp2020)(pKjH121202100 ;1 CRRCRRK ffp 带入数值后,Kp1.8,W=0 时 0;w4800rad/s 时 增加;w 趋近于无穷时, 保持不)(jH)(jH)(jH变。对于不同的 ,滤波器的幅频特性也不相同频率 f(Hz) 输出 V(v) 频率 f(Hz) 输出 V(v)100 0.018 1.3k 1.485200 0.050 1.4k 1.615300 0.095 1.5k 1.720400 0.168 1.6k 1.790500 0.260 1.8K 1.
5、890600 0.382 2.0K 1.920700 0.517 2.5K 1.975800 0.676 3.0K 1.970900 0.846 4.0K 1.9651K 1.008 5.0K 1.9651.1K 1.200 10K 1.9651.2K 1.355绘制的幅频特性图如下:3 带通滤波器其电路图如下所示:其中 R1=R2=R3=R=10K,C1=C2=0.01u F,Ro=8K,带通的传递函数为 , ;2002)/()(sQsKHp 022()/pKHjQ123110 213012312 ;CRKCRQCRKfffp Q 为品质因数,不同的 Q 对幅频特性影响如下图:数据如下:频率
6、 f(Hz) 输出 V(v) 频率 f(Hz) 输出 V(v)20 0.016 3K 0.76050 0.035 3.5K 0.686100 0.067 4K 0.610200 0.139 4.5K 0.572300 0.205 5K 0.518400 0.268 6K 0.434500 0.341 7K 0.368600 0.398 8K 0.340700 0.453 9K 0.310800 0.516 10K 0.263900 0.570 12K 0.2231K 0.618 15K 0.1801.5K 0.814 18K 0.1511.8K 0.866 20K 0.1402.0K 0.87
7、2 25K 0.1052.02K 0.880(最大) 30K 0.0922.2K 0.868 40K 0.0662.5K 0.826 50K 0.055(出现失真)输出范围 20040KHz绘制的幅频特性图如下:4、带阻滤波器其电路图如下所示:带阻的传递函数为 , ;202()()/pKsHsQ022()/pKHjQ;ffp CRRK;1;1000不同的 Q 产生的影响如下:数据如下:频率 f(Hz) 输出 V(v) 频率 f(Hz) 输出 V(v)10 1.89 1.39K 0.06920 1.89 1.396K 0.042(最小)100 1.89 1.4K 0.053700 1.89 1.
8、41K 0.108800 1.84 1.42K 0.178900 1.80 1.44K 0.3281K 1.68 1.46K 0.4561.1K 1.545 1.48K 0.591.2K 1.255 1.5K 0.7081.22K 1.180 1.52K 0.8201.24K 1.085 1.55K 0.9401.26K 0.98 1.6K 1.1651.28K 0.855 1.7K 1.4351.3K 0.708 1.8K 1.5651.32K 0.580 1.9K 1.6801.34K 0.448 2.0K 1.7101.35K 0.371 2.5K 1.8151.36K 0.292 3.0K 1.8251.38K 0.148 4.0K 1.825(失真)绘制的幅频特性图如下所示: