文档介绍：有源滤波器实验报告
有源滤波器实验报告
有源滤波器实验报告
实验七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、电阻与电容组成有源低通滤波、高通滤波与带通、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7－1　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,其功能就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7－1所示。
具有理想幅频特性的滤波器就是很难实现的,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。
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1、低通滤波器(LPF)
低通滤波器就是用来通过低频信号衰减或抑制高频信号。
如图7－2(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7－2(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7－2 二阶低通滤波器
电路性能参数
　二阶低通滤波器的通带增益
　截止频率,它就是二阶低通滤波器通带与阻带的界限频率。
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。
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7－2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7－3(a)所示。高通滤波器性能与低通滤波器相反,其频率响应与低通滤波器就是“镜象”关系,仿照LPH分析方法,不难求得HPF的幅频特性。
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(a) 电路图 (b) 幅频特性
图7－3 二阶高通滤波器
电路性能参数AuP、fO、Q各量的函义同二阶低通滤波器。
图7－3(b)为二阶高通滤波器的幅频特性曲线,可见,它与二阶低通滤波器的幅频特性曲线有“镜像”关系。
3、带通滤波器(BPF)
(a)电路图　　　　　　　　　　　(b)幅频特性
图7-4 二阶带通滤波器
这种滤波器的作用就是只允许在某一个通频带范围内的信号通过,而比通频带下限频率低与比上限频率高的信号均加以衰减或抑制。典型的带通滤波器可以从二阶低通滤波器中将其中一级改成高通而