1、實 驗 報 告課程名稱模擬濾波器實驗項目名稱有源模擬濾波器設計實驗實驗類型實驗學時8班級學號姓名指導教師實驗室名稱實驗時間實驗成績預習部分實驗過程表現實驗報告部分總成績教師簽字日期哈爾濱工程大學教務處 制一、 實驗目的1. 掌握濾波器的濾波性能特點。2. 掌握常規模擬濾波器的設計、實現、調試、測試方法。3. 掌握濾波器主要參數的調試方法。4. 了解電路軟件的仿真方法。二、 實驗原理有源濾波器的設計，就是根據所給定的指標要求，確定濾波器的結束n，選擇具體的電路形式，算出電路中各元件的具體數值，安裝電路和調試，使設計的濾波器滿足指標要求，具體步驟如下：1. 根據阻帶衰減速率要求，確定濾波器的階數n

2、。2. 選擇具體的電路形式。3. 根據電路的傳遞函數和歸一化濾波器傳遞函數的分母多項式，建立起系數的方程組。4. 解方程組求出電路中元件的具體數值。5. 安裝電路并進行調試，使電路的性能滿足指標要求。根據濾波器所能通過信號的頻率范圍或阻帶信號頻率范圍的不同，濾波器可分為低通、高通、帶通與帶阻等四種濾波器。a) 有源二階低通濾波器（LPF）圖1 壓控電壓源二階低通濾波器b) 有源二階高通濾波器（HPF）圖2 壓控電壓源二階高通濾波器c) 有源帶通濾波器（BPF）圖 3 壓控電壓源二階帶通濾波器d) 帶阻濾波器（NF）圖4 壓控電壓源雙T 二階有源帶阻濾波器三、 實驗儀器1. 示波器2. 信號源3

3、. 萬用表4. 直流穩壓電源四、 實驗內容1. 二階低通濾波器 參照圖4 電路安裝二階低通濾波器。元件值?。篟1 = R2 = R = 1.6k，R3 = 17k， R4 =10k ，C1 = C2 = C =0.1F，計算截止頻率fc、通帶電壓放大倍數Auo 和Q 的值。利用 MULTISIM 電路仿真軟件對上述電路進行仿真，給出幅頻特性曲線的仿真結果。取Ui = 2V，由低到高改變輸入信號的頻率（注意：保持Ui = 2V 不變），用萬用表測量濾波器的輸出電壓和截止頻率fc，根據測量值，畫出幅頻特性曲線，并將測量結果與理論值相比較。2. 二階高通濾波器 參照圖6 電路安裝二階高通濾波器。元件

4、值取：R1 = R2 = R = 1.6k，R3 = 1.7k， R4 = 10k，C1 = C2= C = 0.1F， Q = 0.707，計算截止頻率fc 和通帶電壓放大倍數Auo 的值。利用 MULTISIM 電路仿真軟件對上述電路進行仿真，給出幅頻特性曲線的仿真結果。取 Ui = 2V，由低到高改變輸入信號的頻率（注意：保持Ui = 2V 不變），用萬用表測量濾波器的輸出電壓和截止頻率fc，根據測量值，畫出幅頻特性曲線，并將測量結果與理論值相比較。3. 二階帶通濾波器 參照圖9 電路安裝二階帶通濾波器。元件值取：R1 = R2 = R = 1.5k，R3 = 2R = 3k， R4 =

5、 10k，R5 = 19k，C1 = C2 = C = 0.1F，計算截止頻率fc、通帶電壓放大倍數Auo 和Q 的值。利用 MULTISIM 電路仿真軟件對上述電路進行仿真，給出幅頻特性曲線的仿真結果。取 Ui = 2V，由低到高改變輸入信號的頻率（注意：保持Ui = 2V 不變），用萬用表測量濾波器的輸出電壓和截止頻率fc，根據測量值，畫出幅頻特性曲線，測出帶寬BW，并將測量結果與理論值相比較。4. 二階帶阻濾波器 參照圖12 電路安裝二階帶通濾波器。元件值?。篟1 = R2 =R = 3k，R3 = 0.5R = 1.5k，R4 = 20k，R5 = 10k，C1 = C2 = C =

6、0.1F， C3 = 2C = 0.2F，計算截止頻率fc、通帶電壓放大倍數Auo 和Q 的值。利用 MULTISIM 電路仿真軟件對上述電路進行仿真，給出幅頻特性曲線的仿真結果。取 Ui = 2V，由低到高改變輸入信號的頻率（注意：保持Ui = 2V 不變），用萬用表測量濾波器的輸出電壓和截止頻率fc，根據測量值，畫出幅頻特性曲線，測出帶寬BW，并將測量結果與理論值相比較。五、 實驗預習和仿真1. 壓控電壓源型有源二階低通濾波器仿真電路：仿真結果（幅頻特性曲線）：2. 壓控電壓源型有源二階高通濾波器仿真電路：仿真結果：3. 壓控電壓源型有源二階帶通濾波器仿真電路：仿真結果：4. 壓控電壓源型

7、有源二階帶阻濾波器仿真電路：仿真結果：六、 實驗數據記錄及分析1. 二階低通濾波器元件實測值記錄表：R1R2R3R4C1C21.587k1.581k17.48k9.64k0.056uF0.059uF濾波器特性：濾波器參數理論值測量值Au01.551.58fc/kHz1.741.82Q0.70.72幅頻特性曲線測量數據記錄表：f（kHz）0.10.50.70.80.91.01.11.21.31.4Upp（V）3.163.153.123.123.083.042.962.882.802.72f（kHz）1.51.61.71.81.821.92.02.12.22.3Upp（V）2.62.482.362

8、.242.212.081.921.841.761.64f（kHz）2.42.53.03.54.010.0Upp（V）1.521.441.040.8610.6240.1082. 二階高通濾波器元件實測值記錄表：R1R2R3R4C1C21.587k1.581k17.48k9.64k0.056uF0.059uF濾波器特性：濾波器參數理論值測量值Au01.551.5fc/kHz1.741.8Q0.70.68幅頻特性曲線測量數據記錄表：f（kHz）0.10.50.80.91.01.11.21.31.41.5Upp（V）0.020.2680.6320.8240.9761.141.311.471.601.7

9、4f（kHz）1.61.71.741.81.92.02.12.22.32.4Upp（V）1.882.002.042.122.222.32.382.462.522.56f（kHz）2.52.72.93.23.54.05.010.0Upp（V）2.622.682.762.822.862.923.003.003. 二階帶通濾波器元件實測值記錄表：R1R2R3R4R5C1C21.465k1.469k2.99k9.7k4.9 k0.0628uF0.0635uF濾波器特性：濾波器參數理論值測量值Au010.985fo/kHz1.661.7fc1/kHz0.840.87fc2/kHz3.33.5Q0.675

10、0.64幅頻特性曲線測量數據記錄表：f（kHz）0.10.20.30.40.50.60.70.870.91.01.1Upp（V）0.1720.3420.5120.6810.8461.011.161.391.4251.561.64f（kHz）1.21.31.41.51.61.71.81.92.02.32.6Upp（V）1.751.821.881.921.951.971.951.951.921.831.73f（kHz）3.03.33.54.04.55.06.07.08.09.010.0Upp（V）1.571.461.391.241.111.00.8420.7170.6250.5620.5254.

11、二階帶阻濾波器元件實測值記錄表：R1R2R3R4R5C1C2C32.98k2.99k1.465k19.87k9.7 k0.0582uF0.0608uF0.1263uF濾波器特性：濾波器參數理論值測量值Au01.51.47fo/kHz0.9210.86fc1/kHz0.570.51fc2/kHz1.491.35Q11.02幅頻特性曲線測量數據記錄表：f（kHz）0.10.20.30.40.50.510.60.70.80.90.92Upp（V）2.942.882.722.502.142.081.741.160.4520.2760.368f（kHz）1.01.11.21.31.351.41.51.6

12、1.71.81.9Upp（V）0.8241.361.701.962.082.162.302.442.522.562.62f（kHz）2.03.05.010.00.86Upp（V）2.702.882.942.940.054七、 實驗感想通過本次實驗，我對各類濾波器的特性有了充分的認識，利用低通濾波器和高通濾波器串并聯，便可構造出帶通濾波器和帶阻濾波器，并學會了濾波器的設計方法，通過對濾波器各項參數（如K，fs，fo等）的計算，掌握了壓控電壓源型濾波器電路中各個元器件對濾波器頻率特性和增益的影響。在實驗中，通過操作儀器，學會了利用信號源掃頻模式測量系統頻率特性的參數設置方法，并熟練掌握了手動調節示波器的使用方法，在濾波器頻率特性測量過程中，學會了利用0.1fo和10fo近似測量低通高通通帶增益Ko的方法。在實驗過程中，我發現測量數據與理論計算結果有較大差別