有源带通滤波器设计型实验报告
有源滤波器实验报告
有源滤波器实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过对有源滤波器的实验研究，掌握有源滤波器的基本原理、特性和设计方法，加深对电子电路理论的理解，提高实验操作能力。
二、实验仪器和设备。
1. 信号发生器。
2. 示波器。
3. 直流稳压电源。
4. 电阻、电容、运算放大器等元器件。
5. 电路实验箱。
三、实验原理。
有源滤波器是利用运算放大器的高输入阻抗和低输出阻抗的特性，结合电容和电阻等元件构成的一种滤波器。
根据不同的电路连接方式和元器件参数，可以实现对不同频率信号的滤波作用。
四、实验内容。
1. 搭建低通有源滤波器电路。
2. 搭建高通有源滤波器电路。
3. 测量并记录滤波器的幅频特性曲线。
4. 测量并记录滤波器的相频特性曲线。
五、实验步骤。
1. 按照电路图搭建低通有源滤波器电路，并接通电源。
2. 调节信号发生器输出正弦波信号，接入滤波器输入端，通过示波器观察输出波形，记录频率和幅值。
3. 依次改变输入信号频率，记录输出波形的变化，绘制幅频特性曲线。
4. 根据测量数据计算并绘制滤波器的相频特性曲线。
5. 重复以上步骤，搭建高通有源滤波器电路，进行相同的测量和记录。
六、实验数据记录与处理。
1. 低通有源滤波器幅频特性曲线数据：频率（Hz）幅值（V）。
100 2.5。
500 2.3。
1000 2.0。
5000 1.5。
10000 1.2。
... ...2. 低通有源滤波器相频特性曲线数据：频率（Hz）相位（°）。
100 0。
500 -45。
1000 -90。
5000 -180。
10000 -270。
... ...3. 高通有源滤波器幅频特性曲线数据：频率（Hz）幅值（V）。
100 0.5。
500 0.8。
1000 1.2。
5000 2.0。
10000 2.5。
... ...4. 高通有源滤波器相频特性曲线数据：频率（Hz）相位（°）。
100 180。
500 135。
1000 90。
5000 0。
10000 -90。
有源带通滤波器设计报告
有源带通滤波器设计报告一、引言在电子电路和信号处理中，滤波器是一种常用的电路组件，用于选择特定频率范围内的信号，并削弱或消除其他频率范围的信号。
本设计报告旨在介绍一个有源带通滤波器的设计过程和结果。
二、设计原理三、设计过程1.确定滤波器的频率范围：根据需要滤波的信号频率范围，选择适当的中心频率和带宽。
2.计算电阻和电容的值：根据所选的中心频率和带宽，使用标准的滤波器公式计算电阻和电容的值。
3.选择放大器：根据滤波器的要求和设计要求，选择适当的放大器。
常用的放大器类型有运算放大器和晶体管放大器。
4.连接电阻和电容网络：根据所计算得到的电阻和电容的值，将它们连接到放大器的适当位置。
5.确定输入和输出电阻：根据设计要求，确定输入和输出电阻的值。
这些电阻可以帮助匹配滤波器和外部电路的阻抗。
四、实验结果使用上述设计过程，我们成功设计并制作了一个有源带通滤波器。
该滤波器的中心频率为f0=1kHz，带宽为B=500Hz。
选用运算放大器作为滤波器的放大器。
实验结果显示，滤波器在中心频率附近的增益为20dB，且在带通范围内的其他频率上有明显衰减。
通过连接输入和输出电阻，滤波器与外部电路的阻抗匹配良好，没有信号反射或损耗。
五、结论本设计报告介绍了一个有源带通滤波器的设计过程和结果。
通过合理选择频率范围、计算电阻和电容值、选择适当的放大器，并匹配输入和输出电阻，我们成功设计了一个满足要求的滤波器。
该滤波器具有良好的增益特性和频率选择性能，能够滤除非感兴趣频率范围的杂散信号。
在实际应用中，这种滤波器可以用于音频处理、通信系统和传感器信号处理等领域。
有源滤波器设计 实验报告
有源滤波器设计实验报告有源滤波器设计实验报告引言：滤波器是电子电路中常见的重要组成部分，用于对信号进行滤波和处理。
有源滤波器是一种采用有源元件（如放大器）来增强信号处理能力的滤波器。
本实验旨在设计并实现一个有源滤波器，通过实验验证其滤波性能。
一、实验目的本实验的主要目的是设计和实现一个有源滤波器，通过调整电路参数和元件值，实现对不同频率信号的滤波。
同时，通过实验结果的分析，了解有源滤波器的工作原理和性能。
二、实验原理有源滤波器是一种利用有源元件（如运算放大器）来增强滤波器性能的电路。
常见的有源滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
它们分别通过选择合适的元件和电路拓扑结构来实现对不同频率信号的滤波。
三、实验步骤1. 根据设计要求，选择合适的电路拓扑结构和元件。
2. 按照电路图连接电路，并确保连接正确无误。
3. 根据设计要求，选择合适的元件值，并进行元件的选取和调整。
4. 使用信号发生器产生测试信号，并连接到有源滤波器的输入端。
5. 使用示波器测量有源滤波器的输出信号，并记录实验数据。
6. 根据实验数据，分析有源滤波器的滤波性能。
四、实验结果与分析通过实验，我们设计并实现了一个二阶有源低通滤波器。
在实验中，我们选择了合适的运算放大器和电容、电阻元件，并根据设计要求进行了调整。
实验结果显示，该有源滤波器能够有效滤除高频信号，只保留低频信号。
通过调整电路参数，我们还可以改变滤波器的截止频率，实现对不同频率信号的滤波。
五、实验总结本实验通过设计和实现有源滤波器，验证了其滤波性能。
通过调整电路参数和元件值，我们可以实现对不同频率信号的滤波。
有源滤波器在电子电路中具有重要的应用价值，能够对信号进行精确的滤波和处理。
通过本实验，我们对有源滤波器的工作原理和性能有了更深入的了解。
六、实验感想通过本次实验，我对有源滤波器的设计和实现有了更深入的理解。
在实验过程中，我遇到了一些问题，如电路连接错误和元件值选择不准确等。
有源滤波器的设计实验报告
有源滤波器的设计实验报告有源滤波器的设计实验报告引言：滤波器是电子工程中常见的设备，用于去除信号中的噪声或者选择特定频率范围内的信号。
有源滤波器是一种常见的滤波器类型，它利用放大器的特性来增强滤波效果。
本实验旨在设计一个有源滤波器，探索其原理和应用。
一、实验背景滤波器是信号处理中重要的组成部分，广泛应用于通信、音频处理、图像处理等领域。
有源滤波器通过引入放大器来增强滤波效果，使得滤波器具有更好的性能和灵活性。
本实验将设计一个有源滤波器，以探索其在信号处理中的应用。
二、实验目的1. 了解有源滤波器的工作原理和特点；2. 学习有源滤波器的设计方法和步骤；3. 掌握实际搭建有源滤波器的技巧和调试方法；4. 分析有源滤波器的性能指标，如增益、带宽等。
三、实验原理有源滤波器由放大器和被动滤波器组成。
放大器起到放大输入信号的作用，同时也引入了放大器的特性和非线性失真。
被动滤波器则通过电容、电感和电阻等元件来选择特定频率范围内的信号。
有源滤波器的设计需要考虑放大器的增益、带宽和稳定性等因素。
四、实验步骤1. 确定滤波器的类型和频率范围。
根据实际需求选择低通、高通、带通或带阻滤波器，并确定所需的截止频率。
2. 选择适当的放大器。
根据滤波器的要求选择合适的放大器，考虑增益、带宽和稳定性等因素。
3. 计算滤波器的元件数值。
根据滤波器类型和截止频率计算所需的电容、电感和电阻数值。
4. 搭建滤波器电路。
根据计算结果，选择合适的元件进行电路搭建。
5. 进行滤波器的调试和优化。
通过实际测试，调整电路参数，优化滤波器的性能。
6. 测试滤波器的性能指标。
测量滤波器的增益、带宽和相位响应等指标，评估滤波器的性能。
五、实验结果与分析通过实验，我们成功设计并搭建了一个低通滤波器。
经过调试和优化，该滤波器在截止频率为1kHz时，具有20dB的增益，-3dB的带宽为500Hz。
实验结果表明，有源滤波器可以有效地选择特定频率范围内的信号，并增强滤波效果。
带通滤波器设计实验报告
带通滤波器设计实验报告实验目的：设计一个带通滤波器，实现对特定频率范围内信号的滤波，同时保留其他频率成分。
实验原理：实验步骤：1.确定需要滤除的频率范围以及希望保留的频率范围。
2.选择合适的滤波器类型，例如椭圆滤波器、巴特沃斯滤波器等。
3.根据所选择滤波器的传输函数，计算出所需的电路元件数值。
4.使用电路设计软件，绘制出所需的滤波器电路图。
5.将电路图转化为实际的电路连接。
6.进行滤波器的测试。
实验结果：经过设计和制作，成功实现了一个带通滤波器。
我们选择了巴特沃斯滤波器作为滤波器类型，并确定了需要滤除的频率范围为1kHz到3kHz，希望保留的频率范围为500Hz到5kHz。
根据计算得出的电路元件数值，绘制了滤波器电路图，并成功制作出实际的电路连接。
在测试过程中，我们输入了包含多个频率成分的信号，并观察输出信号的波形。
结果显示，输入信号中属于1kHz到3kHz范围的频率成分被成功滤除，而属于500Hz到5kHz范围的频率成分则被保留下来。
实验讨论：然而，在实际应用中，滤波器的设计可能会面临一些挑战。
例如，设计过程中的元件误差、频率波动等因素都可能会对滤波器的性能产生影响。
因此，在实际应用中，对滤波器进行性能测试和调整是非常重要的。
此外，滤波器的性能指标也需要考虑。
例如，通带衰减、阻带衰减等参数都对滤波器的性能起着关键作用。
在设计带通滤波器时，我们应该根据具体需求选择合适的滤波器类型，并对性能参数进行合理的折中和调整。
结论：通过本次实验，我们成功设计并制作了一个带通滤波器，实现了对特定频率范围内信号的滤波。
带通滤波器在实际应用中具有广泛的用途，因此，对滤波器的设计和性能调整进行研究具有重要的意义。
希望通过这次实验可以对带通滤波器的设计和应用有更深入的了解。
带通滤波器的设计报告
带通滤波器的设计报告1.引言带通滤波器是一种电子电路，用于通过一定频率范围内的信号，而抑制超过该范围的信号。
在很多应用中，带通滤波器被用于选择或加强特定频率范围的信号，从而起到信号处理和频率分析的作用。
本报告将介绍带通滤波器的设计原理和步骤，并通过实际设计一个示例电路，进一步说明带通滤波器的应用和效果。
2.带通滤波器的基本原理带通滤波器通过将一个中心频率附近一定范围内的频率信号传递，而阻止低于和高于该频率范围的信号。
常见的带通滤波器包括：无源滤波器（如LC滤波器）、有源滤波器（如运算放大器滤波器）和数字滤波器（如数字信号处理器滤波器）等。
本报告将重点介绍一种常用的无源滤波器，即LC带通滤波器。
3.带通滤波器的设计步骤（1）确定中心频率和通带宽度：根据实际需求确定所需传递的频率范围，确定带通滤波器的中心频率和通带宽度。
例如，选择中心频率为10kHz，通带宽度为2kHz。
（2）计算所需的滤波器元件数值：根据所选中心频率和通带宽度的数值，结合滤波器设计公式，计算所需的电感（L）和电容（C）数值。
以LC带通滤波器为例，计算出所需电感和电容的数值。
（3）电路设计和模拟：根据计算结果，设计一个示例电路，并进行模拟分析和调试，以确认设计的有效性和滤波器的性能。
（4）电路实现和测试：根据设计的电路图，选择合适的元件进行实现，并进行测试，以验证实际效果和满足设计要求。
4.示例电路设计在本示例中，选择中心频率为10kHz，通带宽度为2kHz的带通滤波器。
根据计算结果，选择电感1mH和电容39nF。
示例电路图如下：```_______L_______Vin --- R1 --- C1_____L___________C_____R2_______L_______GND---R3---C2_____L_____GND```5.模拟分析和调试通过使用电路模拟软件，对示例电路进行分析和调试。
根据实际测试要求，选择合适的信号源输入和测量设备，并对电路的频率响应和增益进行分析和调整，以确保实际满足设计要求。
带通滤波器设计实验报告
带通滤波器设计实验报告实验目的：本实验的目的是设计并实现一个带通滤波器，以实现对指定频率范围内的信号的滤波处理。
实验原理：实验器材：1.功能信号发生器2.电阻3.电容4.电感5.示波器6.计算机（可选）实验步骤：1.根据实验要求，选择合适的电阻、电容和电感值，以满足所需的中心频率和带宽范围。
3.调节信号发生器的频率，使得输入信号的频率在预定的带宽范围内。
4.在示波器上观察输出信号的波形，通过调节电阻、电容和电感的数值，使得输出信号在指定频率范围内较小，而在带外频率上有较大的衰减。
实验结果：通过实验，我们成功地设计并实现了一个带通滤波器。
在选定的中心频率和带宽范围内，输出信号的幅度较大，而在带外频率上有较小的幅度。
讨论与分析：通过分析实验结果，我们可以得出以下结论：1.滤波器的参数选择对于滤波效果有着重要的影响。
不同的电阻、电容和电感的数值将导致不同的滤波特性。
2.实际情况中，理想的滤波器可能无法完美实现。
因此，在设计滤波器时，需要在一定程度上做出权衡，找到适合的折中方案。
3.在使用示波器观察波形时，要注意调整示波器的时间和电压尺度，以便更清楚地观察到滤波效果。
结论：通过本次实验，我们成功地设计了一个带通滤波器，并通过实验证明了其滤波效果。
通过选择合适的电阻、电容和电感值，我们可以实现在指定频率范围内的信号处理。
附图：（带通滤波器电路图）注意事项：1.在实验过程中，要注意电路的连接安全，避免触电。
2.实验过程中，要注意调节信号发生器和示波器的参数，以获得结果和数据的准确性。
3.在实验报告中，要详细叙述实验步骤和结果，同时进行一定的讨论与分析，以体现实验的准确性和深度。
4.在写作报告时，要注意逻辑清晰、语句通顺，并按照实验报告的格式进行写作。
带通滤波器实验报告
《带通滤波器设计制作》实验报告姓名沙超奇院系通信信号学院班级高铁信号控制1201 编号52a沙超奇学号12133110132指导老师袁老师实验地点信息中心A106 实验时间2013年6 月8 日星期六一、实验目的：设计并制作一个低通滤波器和一个高通滤波器，要求采用有源滤波器设计。
最终将二者组合成一个带通滤波器。
二、实验要求：1．基本要求（1）设计20Hz高通滤波器，增益0dB，允许通带波动3dB，阻带频率10Hz，阻带衰减≥6dB；测试输入正弦信号电压有效值为100mV；输出噪声电压有效值尽可能小。
（2）设计10kHz低通滤波器，增益0dB，允许通带波动3dB，阻带频率20kHz Hz，阻带衰减≥12dB；测试输入正弦信号电压有效值为100mV；输出噪声电压有效值尽可能小。
2. 发挥部分（1）滤波通频带为20Hz～10kHz（1dB带宽），中心频率5kHz。
（2）在满足通频带为20Hz～10kHz的前提下,尽可能降低输入信号幅度。
（3）设计一个带阻滤波器，阻带频率范围为40～60Hz。
在50Hz频率点输出功率衰减≥6dB。
（4）其他。
三、实验内容：1：使用FilterPro 滤波器设计软件分别设计高通滤波器、低通滤波器。
2：使用Multism 仿软件对上述设计报告的滤波电路进行仿真。
3：使用Protel 99 se 软件设计印制电路板。
4：领取材料，并焊接调试。
5：记录实验数据并分析，写实验报告。
一：使用FilterPro 滤波器设计软件分别设计高通滤波器、低通滤波器。
1：低通滤波器2：高通滤波二：使用Multism 仿软件对上述设计报告的滤波电路进行仿真。
1，低通滤波器2：高通滤波三：制作及调试1：实验器材稳压源，信号发生器，数字示波器，交流毫伏表，焊接工具及焊接元器件等。
2：实验数据记录（输入电压恒为100mV）频率/Hz 输出/mV 频率/Hz 输出/mV 频率/Hz 输出/mV 频率/Hz 输出/mV1 0 175 70 1950 102 22220 162 0 190 76 2435 105 23920 1412 0 205 80 3150 105 25714 1220 0.1 220 84 4900 105 28140 1030 0.5 245 88 5730 100 30680 840 2 280 92 5800 100 35800 650 4 350 96 7120 95 42400 455 6.5 400 98 7650 90 60100 260 6 450 99 8320 85 70000 165 8 500 99 8900 80 80000 0.870 12 550 100 9480 75 100000 0.580 18 600 100 10100 70 180000 0.385 20 650 100 10620 65 550000 0.290 24 700 100 11250 60 1500000 0.1100 28 800 100 11830 55 2000000 0102 30 900 100 12460 50110 34 1000 100 13400 45118 40 1100 100 14150 40125 44 1200 100 15240 35 130 48 1400 100.5 16610 30 140 52 1500 100 18110 25 145 56 1600 101 19200 22 155 60 1700 101 20140 20 160 65178010121050183：数据制图-20020406080100120050001000015000200002500030000输出电压/m V输入信号频率/Hz4、数据分析及总结由数据表及频谱曲线图可以清晰读出，输入频率在20Hz 以下时，几乎为零；在过了20Hz 以后，信号开始出现，并开始随着频率的增加而激增，并在400Hz 左右达到100mV 左右。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
阶数 n 增 益 G 一级 二级 三级 四级
2 1.586
4 1.152 2.235
6 1.068 1.586 2.483
8 1.038 1.337 1.889 2.610
（2） 元件参数的选择与计算 在选用元件时，应当充分考虑参数误差对传递函数带来的影响。 由于每一电路包含若干电阻器和两个电容器， 预计实际截止频率可能 存在较大的误差。为确保在 1kHz 和 4kHz 处的衰减不大于 3dB，现以 额定截止频率 0.96kHz 和 4.1kHz 进行设计。 由于在运放电路中的电阻不宜选择过大或太小， 一般以几千欧至 几十千欧较合适。因此，选择 C1 C2 C3 C4 C 0.01 F ，然后由式
R1R2 R3 3.9k R1 R2
由于整个滤波电路通带增益是电压分压器比值和滤波器部分增 益的乘积，且应等于单位增益，故有
R2 ( Avf 1 )2 1 R1 R2
解得 R1 9.8k ， R2 6.47k 。
图 1 带通滤波器电路
为了方便连接电路时选用电阻器， 在性能参数依然达标的情况下
A
【实验器材】 面包板，焊接电路板，电烙铁，LM741 集成运算放大器，电感、电阻 和导线若干。 【电路设计】 方案一： （1） 电路方案选择 这是一个通带频率范围为 1KHz~4KHz 的带通滤波电路， 在通带内 设计为单位增益。 根据题意， 在频率为 20KHz 时衰减不小于 10dB。 因
此可选择一个二阶低通滤波电路的截止频率 f H 4kHz ，一个二阶高 通滤波电路的截止频率 f L 1kHz ，将这两个电路串联，就构成了所要 求的带通滤波电路。 由表一可找到二阶巴特沃斯滤波器的 Avf 1 1.586 ，因此，由两级 串联的带通滤波电路的通带电压增益 ( Avf 1 )2 (1.586)2 2.515 ， 由于所需 要的通带增益为 0dB， 因此在低通滤波器输入部分加了一个由电阻 R1、 R2 组成的分压器。
方案二： 采用压控电压源带通滤波器电路如图 6：
图 6 压控电压源带通滤波器电路
为确保电路参数满足设计要求，用 Multisim 进行仿真，并画出 其幅频响应波特图如图 7-9 所示。由图可知该电路满足要求。
图 7 幅频特性波特图（1kHz）
图 8 幅频特性波特图（4kHz）
图 9 幅频特性波特图（20kHz）
有源带通滤波器设计
【实验目的】 （1）进一步理解由运放组成的 RC 有源滤波器的工作原理； （2）熟练掌握 RC 有源滤波器的工程设计方法； （3）掌握滤波器参数的测量方法； （4）进一步熟悉 Multisim 的使用方法。 【实验要求】 （1）设计要求 设计一个带通滤波器，其中心频率为 2KHz，带宽 3KHz，要求在 20K 频率点处的衰减不得低于 10dB。 （2）测量要求 按照设计连接电路，用函数发生器接入不同频率的输入信号，输出端 连接示波器观测输出信号的幅值， 检测所设计电路的性能是否达到要 求。验证增益 A ，增益稳定性 A 等性能参数。
【电路的连接与测试】 f/kHz Vo/V f/kHz Vo/V f/kHz Vo/V
【分析与总结】
对电阻阻值做出一些调整，调整后的电路如图 2：
图 2 调整后的电路图
为确保电路参数满足设计要求，用 Multisim 进行仿真，并画出 其幅频响应波特图如图 2-4 所示。由图可知该电路满足要求。
图 3 幅频特性波特图（1kHz）
图 4 幅频特性波特图（4kHz）
图 5 幅频特性波特图（20kHz）
R4 ( Avf 1 1) R5 11.72k ， R9 ( Avf 1 1) R10 41k 。
设计完成的电路如图 1 所示。信号源 v1 通过 R1 和 R2 进行衰减， 其戴维南等效电阻为 R1 和 R2 的并联值，这个电2 RC
可计算出精确的电阻值。
对于低通级，由上式计算出 R3 3.9k ，对于高通级，采用同样
计算得 R7 R8 16.5k 。 考虑到 Avf 1 1.586 ，同时尽量要使运放同相输入端和反相输入端 对地的直流电阻基本相等，现选择 R5 20k ，R10 70k ，由此可算出