文档介绍：实验集成运算放大器的基本应用（Ⅱ）——有源滤波器
一、实验目的
　1、熟悉用运放、电阻和电容组成有源低通滤波、高通滤波和带通、带阻滤波器。
　2、学会测量有源滤波器的幅频特性。
二、实验原理
（a）低通　（b）高通
(c) 带通　　　　　　（d）带阻
图 9－1　四种滤波电路的幅频特性示意图
由 RC 元件与运算放大器组成的滤波器称为 RC 有源滤波器，其功能是让一定频率范围内
的信号通过，抑制或急剧衰减此频率范围以外的信号。可用在信息处理、数据传输、抑制干
扰等方面，但因受运算放大器频带限制，这类滤波器主要用于低频范围。根据对频率范围的
选择不同，可分为低通(LPF)、高通(HPF)、带通(BPF)与带阻(BEF)等四种滤波器，它们的幅
频特性如图 9－1 所示。
具有理想幅频特性的滤波器是很难实现的，只能用实际的幅频特性去逼近理想的。一般
来说，滤波器的幅频特性越好，其相频特性越差，反之亦然。滤波器的阶数越高,幅频特性
衰减的速率越快，但 RC 网络的节数越多，元件参数计算越繁琐，电路调试越困难。任何高
阶滤波器均可以用较低的二阶 RC 有滤波器级联实现。
1、低通滤波器（LPF）
低通滤波器是用来通过低频信号衰减或抑制高频信号。
如图 9－2（a）所示，为典型的二阶有源低通滤波器。它由两级 RC 滤波环节与同相比
例运算电路组成，其中第一级电容 C 接至输出端，引入适量的正反馈，以改善幅频特性。
图 9－2（b）为二阶低通滤波器幅频特性曲线。
(a)电路图　　　　　　　　　　　　　(b)频率特性
图 9－2 二阶低通滤波器
　　电路性能参数
R f
A uP  1 　二阶低通滤波器的通带增益
R1
1
　 f  截止频率，它是二阶低通滤波器通带与阻带的界限频率。
O 2πRC
1
Q  品质因数，它的大小影响低通滤波器在截止频率处幅频特性的形状。
3  A uP
2、高通滤波器（HPF）
与低通滤波器相反，高通滤波器用来通过高频信号，衰减或抑制低频信号。
只要将图 9－2 低通滤波电路中起滤波作用的电阻、电容互换，即可变成二阶有源高通
滤波器，如图 9－3(a)所示。高通滤波器性能与低通滤波器相反，其频率响应和低通滤波器
是“镜象”关系，仿照 LPH 分析方法，不难求得 HPF 的幅频特性。