實驗八RC有源濾波器

1.8.1實驗?zāi)康?/p>

⒈學(xué)習(xí)運算放大器在信號處理方面的應(yīng)用⒉掌握RC有源濾波器的快速設(shè)計方法1.8.2RC有源濾波器的快速設(shè)計方法一、濾波器的傳輸特性根據(jù)頻率范圍可分為低通、高通、帶通和帶阻四種濾波器。(a)帶通（b）帶阻圖1濾波器的幅頻特性(a)低通（b）高通

二、有源濾波器設(shè)計的一般考慮理想的濾波器應(yīng)在要求的頻帶內(nèi)具有均勻而穩(wěn)定的增益，在通帶外則具有無窮大的衰減。實際濾波器不可能達到這種性能，只能采用各種函數(shù)來逼近理想濾波器的頻率特性。用運放和RC網(wǎng)絡(luò)組成的有源濾波器具有許多獨特的優(yōu)點，本節(jié)就介紹這種濾波器的快速設(shè)計方法。⒈關(guān)于濾波器類型的選擇常用的類型有：一、二階濾波電路、無限增益多環(huán)反饋型、壓控電壓源型。⒉級數(shù)選擇一階濾波器可獲得-6dB每倍頻程（-20dB每十倍頻程）的衰減；二階濾波器可獲得-12dB每倍頻程（-40dB每十倍頻程）的

表1濾波器工作頻率與電容取值的對應(yīng)關(guān)系F（1~10）Hz（10~102）Hz（102~103）Hz（1~10）kHz （10~102）kHz（102~103）kHzC（20~10)μF（10~0.1)μF (1~0.1)μF(104~103)pF(103~102)pF(102~10)p

表4.5.1中所標的頻率，對低通濾波器是上限頻率，對高通濾波器是下限頻率，對帶通濾波器和帶阻濾波器是中心頻率。圖4.5.2二階RC有源低通濾波器(a)壓控電壓源電路（VCVS)(b)無限增益多路反饋電路(MFB)

三、濾波器的快速設(shè)計方法快速設(shè)計是通過查表的方式來確定濾波器電路的組成及元件參數(shù)。在設(shè)計濾波器時，通常給定的性能指標有截止頻率fc或截止角頻率ωc，帶內(nèi)增益AV，以及濾波器的品質(zhì)因數(shù)Q。對于二階低通濾波器，通常取Q=0.707。

⒈已知條件響應(yīng)特性（巴特沃斯或切比雪夫）、電路形式（VCVS或MFB）、類型（低通、高通、帶通、帶阻）、性能參數(shù)（fc、AV、Q或BW)圖4.5.3幅頻特性與Q的關(guān)系

例設(shè)計一個二階壓控電壓源低通濾波器，要求截止頻率fc=2kHz,增益AV=2。解：⑴電路如圖，運放為741。⑵由fc=2kHz查表取C=0.01μF。⑶查表得AV=2時，C1=C=0.01μF；K=1時，R1=1.126kΩ,R2=2.250kΩ,R3=6.752kΩ,R4=6.752kΩ.⑷將以上電阻值乘以K=5得：R1=5.63kΩ,R2=11.25kΩ,R3=R4=33.76kΩ二、搭接電路驗證所設(shè)計電路的功能，用描點法測繪頻率特性曲線，測出截止頻率為fc和帶內(nèi)增益為AV。

三、撰寫設(shè)計報告（含詳細設(shè)計過程、實驗結(jié)果、器材清單）。

四、現(xiàn)場演示、檢驗，回答問題。

1.8.6實驗報告的要求

提交設(shè)計報告。

專業(yè)班截止頻率fC帶內(nèi)增益AV品質(zhì)因數(shù)Q濾波特性1