文档介绍：实验6无源滤波器和有源滤波器实验三二阶无源和有源滤波器实验三二阶无源和有源滤波器一(实验目的1(了解无源滤波器和有源滤波器的种类、基本结构和特性;2(对比研究无源滤波器和有源滤波器的滤波特性;3(学习滤波器网络函数的测量方法。二(实验原理滤波器是一个对输入信号频率具有选择性的双口网络,双口网络的传输函数随输入信号的频率而变化。,U,,,,o,,,H(j)H(j)(),Ui++双口网络Uuuooi,幅频特性:H(j),(),_HjU_i,,,,,,相频特性:()21图3-1双口网络,,,,,分别是U,U的相位12io据幅频特性在不同频段所表示的特性,滤波器可分为低通滤波器(LPF)、高通滤H(j,)波器(HPF)、带通滤波器(BPF)、带阻滤波器(BEF)四种,如图3-2。(A)理想低通滤波器幅频特性(B)理想高通滤波器幅频特性HHBPFBEF11通带通带阻带通带阻带阻带ff00ffffLHLH(C)理想带通滤波器幅频特性(D)理想带阻滤波器幅频特性图3-2理想滤波器的幅频特性1(低通滤波器(LPF)图3-3为二阶低通滤波器电路原理图。在图3-3(A)的无源低通滤波器中,R=R=R,C=C=C时,利用相量法分析可得121215实验三二阶无源和有源滤波器R1R2R1R2++++12uuuoii____(A)无源低通滤波器(B)有源低通滤波器图3-3低通滤波器电路原理图,U1o,传输函数:H(j),,(3,1)2,,,Ui,,3,,1,,j,,,,,,001,其中,,:f,(3,2)c2,RC在实验装置中,R=R=1k,,C=C=5600pF,其频率特性图如下。1212(A)幅频特性(B)相频特性图3-4无源低通滤波器的频率特性图在图3-3(B)的有源低通滤波器中,R=R=R,C=C=C时,据理想运算放大器的特性,1212分析可得,U1oHj传输函数,,,,:()(33)2,U,,,,2i,,j,,1,,,,,0,01其中,,,:f,(3,4)c,2RC16实验三二阶无源和有源滤波器在实验装置中,R=R=1k,,C=C=5600pF,其频率特性图如下。1212(A)幅频特性(B)相频特性图3-5有源低通滤波器的频率特性图2(高通滤波器(HPF)图3-CC1212+UA741+++RR21uoRR21uuuoii____(A)无源高通滤波器(B)有源高通滤波器图3-6高通滤波器电路原理图在图3-6(A)无源高通滤波器中,R=R=R,C=C=C时,分析可得1212,U1o,传输函数:H(j),,(3,5)2,U,,3i,,001,,j,,,,,,1,其中,,:f,(3,6)c,2RC在实验装置中,R=R=1k,,C=C=,F,其频率特性图如下。1212(A)幅频特性(B)相频特性图3-7无源高通滤波器的频率特性图17实验三二阶无源和有源滤波器在图3-6(B)的有源高通滤波器中,R=R=R,C=C=C时,据理想运算放大器的特性,1212利用相量法分析可得,U1,o传输函数:H(j),,(3,7)2,,,U2i,,001,,j,,,,,,1,其中,,:f,(3,8)c2,RC在实验装置中,R=R=1k,,C=C=,F,其频率特性图如下。1212(A)幅频特性(B)相频特性图3-8有源高通滤波器的频率特性图3(带通滤波器(BPF)图3-9为二阶带通滤波器电路原理图。RR34C1R1uoC1R1+u+iR22CUA741uuoi__R22C(A)无源带通滤波器(B)有源带通滤波器图3-9带通滤波器电路原理图在图3-9(A)无源带通滤波器中,R=R=R,C=C=C时,分析可得1212,U1o,Hj传输函数,,,:()(39),,,U,,i0,,,j,3,,,,,,01其中,,,:f,(3,10)H,:f,(3,11)L,2RC,,0,,,0相频特性:(),,arctan(3,12),,3在实验装置中,R=R=1k,,C=C=3300pF,其频率特性图如下。1212(A)幅频特性(B)相频特性图3-10无源带通滤波器的频率特性图在图3-9(B)有源带通滤波器中,R=R=R,C=C=C时,分析可得1212,UR,,13o,,,Hj传输函数,,,,:()1(313),,,,,URRR,,2,,i4330,,j,,,1,,,,RR,,4401其中,,,0RCR,R时,:f,(3,14)H,:f,(3,15)L,2RC在实验装置中,R=R=1k,,C=C=3300pF,其频率特性图如下。1212(A)幅频