1、有源滤波电路,实验十二（PP106）华中科技大学 电子与信息工程系 王玉明 邮箱： 手机：13006148754,实验目的,掌握利用运算放大器和电阻电容构成的有源滤波器的原理与方法。 掌握电子系统幅频特性的测量方法。,实验要求,参照表4.12.1测量并描绘二阶低通滤波器的幅频响应曲线，确定低通滤波器的上限频率fh。 参照表4.12.2测量并描绘二阶高通滤波器的幅频响应曲线，确定高通滤波器的下限频率fL。 选做带通滤波器，测量并描绘带通滤波器的幅频响应，分别确定带通滤波器的下限频率fL和上限频率fh。,滤波器工作原理,在实际的电子系统中，输入信号往往包含有一些不需要的信号成分，必须设法将它衰减到
2、足够小的程度，或者把有用信号挑选出来。为此，需要采用滤波器。 根据要滤除的干扰信号的频率与工作频率的相对关系，滤波器可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器、全通滤波器等种类。,滤波器工作原理（续）,根据滤波器中是否使用有源器件,可分为有源滤波器和无源滤波器。 如果在一级RC低通电路的输出端再加上一个电压跟随器，使之与负载很好地隔离开来，就构成了一个简单的一阶有源低通滤波电路。由于电压跟随器的输入阻抗很高、输出阻抗很低，因此，其带负载能力得到加强。 如果希望电路不仅有滤波功能而且能起放大作用，则只要将电路中的电压跟随器改为同相比例放大电路即可。 但由于集成运放的带宽有限，目前有源滤
3、波器的最高工作频率只能达到1MHz左右。,滤波器工作原理,滤波器工作原理,无源滤波电路主要存在如下问题： 电路没有增益，且对信号有衰减。 带负载能力差。在无源滤波电路的输出端接上负载电阻RL时，则其幅频特性将随RL的变化而变化。,设计方法,频率响应特性分析（P107）： 各种滤波器设计理论公式： 美D.E.约翰森；滤波器理论导论；人民邮电出版社；1981年2月第1版 各种滤波器设计工具： FilterCAD；-Linear公司； FilterPro -Ti公司； matlab,741引脚排列,双列直插封装,信号,正电源,信号,负电源,双电源的连接,稳压电源,15V,15V,注意：先调好15V，
4、关上电源，接线，核对无误，再开电源。,实验内容,1按P107图4.12.1接线，测试二阶低通滤波器的幅频响应。（表4.12.1） 2按P107图4.12.2接线，测试二阶高通滤波器的幅频响应。（表4.12.2） 3*将P107图4.12.2中的电容C改为0.033 F，同时将P107图4.12.1的输出与图4.12.2的输入端相连，测试它们串接起来的幅频响应。(自己设计表格),1. 二阶低通滤波器的幅频响应,（表4.12.1）,p107图4.12.1,瓷片103,2二阶高通滤波器的幅频响应,（表4.12.2）,RC互换位置,p107图4.12.2,3*.测试串接起来的幅频响应-带通,图4.12
5、.1,图4.12.2,* 选做,幅频响应的测试方法,幅频特性： 放大器的增益与输入信号频率之间的关系曲线 一般采用逐点法 改变输入信号的频率（保持输入信号幅值不变） 逐点测量对应于不同频率的输出电压，计算电压增益 用坐标纸画出幅频特性曲线 横坐标为频率的对数 纵坐标为电压增益的分贝数 求上限频率和下限频率（增益下降3dB处）,如何提高测量精度,在理论值附近增加几个测量点 直接找到增益下降到0.707AVM处记下fH、fL;,验收要求,低通滤波器的幅频响应 高通滤波器的幅频响应 带通滤波器的幅频响应*,* 选做,实验报告要求,教材基本要求； 相应实验的数据与幅频特性曲线； 误差计算与分析 实验过
6、程中出现的故障或不正常现象，分析原因，说明解决的办法和过程。 思考题：P109-1，2,实验报告常见问题,波形图存在问题较多： 没有记录幅值、周期等； 信号标注CH1或CH2，并没标注是什么信号，vi还是vo？ 没有X、Y轴说明及单位； X轴出现负半轴； 同一个图中多个X轴。 数据存在两处不一致现象，如Ro； 误差缺乏计算，仅做了简单分析。,关于模拟阶段操作考试（下周）,考试形式：开卷 考试时间：两小时 每个班派1个代表抽签确定考试内容 预习实验内容（范围） 实验9：正弦波产生电路 实验10：方波和三角波产生电路 实验11：精密全波整流电路,考试内容 考试电路会在上述实验电路的基础上作适当调整 要求按给出电路进行现场安装、测试 考试准备 预习相关实验原理及内容 预习电压传输特性的测量方法 熟悉相关器件 掌握相关知识与技能,下次实验（第12周）,实验十六 、十七：与非门参数测试与组合逻辑电路设计 测量TTL与非门输出高、低电平（图5.16.1、图5.16.2） 测量门传输延迟时间（图5.16.5） 测量TTL与非门电压传输特性（图5.16.7） OC门应用实验 一位二进制数A、B大小的比较电路（学生自己设计电路）,
