RC有源滤波器快速设计.wps.doc

电气工程学院本科实验改革研究 电路开放实验报告书 实验名称?： RC有源滤波器的快速设计 实验者姓名： 实验者学号： 所在班级： 报告完成日期：2012年12月14 日 RC有源滤波器的快速设计 图3-1 设计完成之后，用面包板插连电路实验。接线检查无误后，接通直流电源，在接通信号源（Ui为1V）,首先改变信号源频率，用示波器定性观察滤波器的输出幅值变化趋势，然后定量测量滤波器的幅频变化特性。对每一个频率的测量，用数字毫伏表测量输入和输出电压，最后在左边纸上画出幅频特性曲线。 设计原理与设计过程： （1）设计原理：根据实验要求所给出的电路图（压控电压源电路（VCVS）），此滤波器就相当于一个电压源，其优点是电路性能稳定、增益容易调节。分析表明，上述电路的传输函数的表达式为： 其中： 电压增益 低通滤波器的截止角频率 品质因数（当BWωo时，或） BW→带通滤波器的带宽。 （2）设计低通滤波器：根据实验要求，已知：Q=0.707，截止频率fc=2kHz，电压增益Av=2。若是仅由这三个值求出这个电路的元件，是不可能的。因此，可以先设定若干个元件的值，再利用已知条件去求解未知量。现在由于资料中，已将所用的RC电路中各元件的值制成设计表，设计时只需查表即可。以下为具体步骤： ①根据截止频率 fc=2kHz，以及公式 参照资料上的图3.6.4，可选取C=0.01μF，对应的参数K=5。 ② 再由Av=2，查表3.6.2可知，电容C1=C=0.01μF。且K=1时，R1=1.126kΩ，R2=2.250kΩ，R3=6.752kΩ，R4=6.752kΩ。 ③ 将上述电阻值乘以参数K=5，得到电路中的各元件的值分别为： R1=5.63kΩ 取标称值5.6kΩ+30Ω； R2=11.25kΩ 取标称值11kΩ+240Ω； R3=R4=33.76kΩ 取标称值33kΩ+750Ω； 由上述分析可知电路中各元件的值为： C1=C=0.01μF R1=5.63kΩ R2=11.25kΩ R3=R4=33.76kΩ 实验仪器： 双路直流稳压电源 1台； 双迹示波器1台； 低频信号发生器 1台； 数字万用表 1台； 运算放大器 1片； 数字毫伏表 1台； 面包板 1块； 电阻电容 多只； 四、实验过程： 根据设计的电路以及各元件的值，用面包板插连电路实验。 检查无误后，连接电源，首先改变信号源频率，用示波器定性观察滤波器的输出幅值变化趋势，然后定量测量滤波器的幅频变化特性。对每一个频率的测量，用数字毫伏表测量输入和输出电压，最后画出幅频特性曲线。 五、数据记录及处理： 首先测得，输入电压为Uo=0.988 v，然后依次改变信号源频率，记录输出电压，列成下表： 输入频率f（hz） 200 300 500 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 输出电压u（v） 1.960 1.960 1.959 1.956 1.944 1.917 1.870 1.798 1.703 1.588 2000 2300 2600 3000 3300 3600 3900 4200 4500 4800 5000 1.459 1.266 1.081 0.872 0.745 0.640 0.554 0.483 0.424 0.375 0.346 依据上表中的数据，可画出幅频特性曲线： 个人心得： 总体来说，这次设计实验对我来说收获还是蛮大的。刚开始预习实验前，由于还没学过滤波器这方面的知识。自己通过上网，去图书馆还是了解了部分知识。当真正去设计这个实验，才发现自己的知识还是非常浅显的。如何确定这些元件的值，还有，在什么情况下，可以使滤波器的性能更加稳定，这些都是需要考虑的问题。只是按照资料上数据和表格设计了一个滤波器。还有，在面包板上连接电路时，可能因为我太着急，连错了，最后在老师的指导下，又从新做了一些修正浪费了很