实验6有源滤波器设计(集成运放的综合应用)
实验6有源滤波器设计(集成运放的综合应用)
+
1
6
+
U0
-
RW 10K
4 –12V
-
R 5.1KΩ 四、实验内容
F
实验六 有源滤波器的设计 +12V
R15.1KΩ
– +
C RW 10K
+
UI
R 20KΩ 20KΩ 0.01μF C 0.01μF
∞ +
调零
+
U0
-
–12V
四、实验内容
（2）低通特性的测试： ① 粗测
加入信号 接通电源 改变频率 观察输出 判断低通
2. 二阶高通滤波器幅频特性测试 3. 带通滤波器和带阻滤波器频率特性 测试 (选做）
四、实验内容 1. 二阶有源低通滤波器幅频特性测试
（1）按图连接实验电路
RF 5.1KΩ R15.1KΩ R 20KΩ 20KΩ 2– 3 C +12V
实验六 有源滤波器的设计
7
∞ +
5
+
UI 0.01μF C 0.01μF
三、实验原理
4.带阻滤波器 （BEF）
带阻滤波电路的幅频特性曲线
实验六 有源滤波器的设计
主要性能参数：
通带增益:
A up
通带宽度:
Rf 1 R1
中心频率:
1 fO 2πRC
1 2(2 A up )
B＝2（2－Aup）f0
选择性: Q
四、实验内容
实验六 有源滤波器的设计
1. 二阶有源低通滤波器幅频特性测试
(a）低通
实验六 有源滤波器的设计
（b）高通
(c) 带通
（d）带阻
三、实验原理
有源模拟滤波器实验报告
实验报告哈尔滨工程大学教务处制一、实验目的1.掌握滤波器的滤波性能特点。
2.掌握常规模拟滤波器的设计、实现、调试、测试方法。
3.掌握滤波器主要参数的调试方法。
4.了解电路软件的仿真方法。
二、实验原理有源滤波器的设计，就是根据所给定的指标要求，确定滤波器的结束n，选择具体的电路形式，算出电路中各元件的具体数值，安装电路和调试，使设计的滤波器满足指标要求，具体步骤如下：1.根据阻带衰减速率要求，确定滤波器的阶数n。
2.选择具体的电路形式。
3.根据电路的传递函数和归一化滤波器传递函数的分母多项式，建立起系数的方程组。
4.解方程组求出电路中元件的具体数值。
5.安装电路并进行调试，使电路的性能满足指标要求。
根据滤波器所能通过信号的频率范围或阻带信号频率范围的不同，滤波器可分为低通、高通、带通与带阻等四种滤波器。
a)有源二阶低通滤波器（LPF）图1 压控电压源二阶低通滤波器b)有源二阶高通滤波器（HPF）图2 压控电压源二阶高通滤波器c)有源带通滤波器（BPF）图 3 压控电压源二阶带通滤波器d)带阻滤波器（NF）图4 压控电压源双T 二阶有源带阻滤波器三、实验仪器1.示波器2.信号源3.万用表4.直流稳压电源四、实验内容1.二阶低通滤波器①参照图4 电路安装二阶低通滤波器。
元件值取：R1 = R2 = R = 1.6kΩ，R3 = 17kΩ， R4 =10k Ω，C1 = C2 = C =0.1μF，计算截止频率fc、通带电压放大倍数Auo 和Q 的值。
②利用 MULTISIM 电路仿真软件对上述电路进行仿真，给出幅频特性曲线的仿真结果。
③取Ui = 2V，由低到高改变输入信号的频率（注意：保持Ui = 2V 不变），用万用表测量滤波器的输出电压和截止频率fc，根据测量值，画出幅频特性曲线，并将测量结果与理论值相比较。
2.二阶高通滤波器①参照图6 电路安装二阶高通滤波器。
元件值取：R1 = R2 = R = 1.6kΩ，R3 = 1.7kΩ， R4 = 10kΩ，C1 = C2= C = 0.1μF， Q = 0.707，计算截止频率fc 和通带电压放大倍数Auo 的值。
(完整版)有源滤波器的设计
源滤波器姓名：xxx 班级：XXX 学号: xxx目录一、基本介绍二、工作原理三、有源滤波器的功能作用四、有源滤波器分类五、有源低通滤波器的设计六、总结基本介绍滤波器是一种能使有用信号通过而大幅抑制无用信号的电子装置。
在电子电路中常用来进行信号处理、数据传输和抑制噪声等。
在运算放大器广泛应用以前滤波电路主要采用无源电子元件一电阻、电容、电感连接而成，由于电感体积大而且笨重导致整个滤波器功能模块体积大而且笨重。
本文介绍由集成运算放大器、电阻和电容设计有源滤波器，着重讲解低通、高通、带通滤波电路。
二、工作原理有源滤波器工作原理是：用电流互感器采集直流线路上的电流，经A/D 采样，将所得的电流信号进行谐波分离算法的处理，得到谐波参考信号，作为PW 啲调制信号，与三角波相比，从而得到开关信号，用此开关信号去控制IGBT单相桥，根据PWM技术的原理，将上下桥臂的开关信号反接，就可得到与线上谐波信号大小相等、方向相反的谐波电流，将线上的谐波电流抵消掉。
这是前馈控制部分。
再将有源滤波器接入点后的线上电流的谐波分量反馈回来，作为调节器的输入，调整前馈控制的误差。
三、有源滤波器的具体功能及作用1、滤除电流谐波可以高效的滤除负荷电流中2~25次的各次谐波，从而使得配电网清洁高效，满足国标对配电网谐波的要求。
该产品真正做到自适应跟踪补偿，可以自动识别负荷整体变化及负荷谐波含量的变化而迅速跟踪补偿，80us响应负荷变化，20ms实现完全跟踪补偿。
2、改善系统不平衡状况可完全消除因谐波引起的系统不平衡，在设备容量许可的情况下，可根据用户设定补偿系统基波负序和零序不平衡分量并适度补偿无功功率除谐波在确保滤功能的基础上有效改善系统不平衡状况。
3、抑制电网谐振不会与电网发生谐振，而且在其容量许可范围内还可以有效抑制电网自身的谐振。
这是无源滤波装置无法做到的。
4、多种保护功能具备过流、过压、欠压、温度过高、测量电路故障、雷击等多种保护功能，以确保装置和电力系统安全运行，并可在负荷较轻时自动退出运行，充分考虑运行的经济性。
实验有源滤波器
滤波电路的种类:
按信号性质: 模拟滤波器和数字滤波器
按所用元件: 无源滤波器和有源滤波器
按电路功能:
低通滤波器 高通滤波器 带通滤波器 带阻滤波器
按阶数: 一阶,二阶 … 高阶
滤波器分类
Uo
Uo
U i 低通
Ui
Uo
Uo
U i 带通
Ui
高通
带阻
有源滤波器
R
.
Ui
C
RL
. Uo
一个低通滤波电路和一个高通滤波电路“并联”组成 的带阻滤波电路, ω＜ωh信号从低通滤波电路中通过, ω＞ωl 的信号从高通滤波电路通过, 只有ωh＜ω＜ωl的信号无法通 过, 同样, ωh＜ωl才能组成带阻电路。
.
低通
Ui
. A Aup 1
高通
.
Uo
O
. A Aup 1
低通
h
O . A Aup 1
二、仪器及设备 示波器 信号发生器
三、预习要求 预习三个电路的幅频特性
四、实验内容
1、低通滤波器
Rf
Rf
R1
R
R
－∞
＋
.
＋
Uo
R1 －∞
R
R
＋ ＋
. Uo
. Ui C
C
. Ui
C
C
(a) 二阶低通滤波电路
(b) 改进型二阶低通滤波电路
•
•
Uo AF • U
，AF=1+RF/R1
•
•
•
•
•
•
Ui UP UP U UP Uo
0 0
2、无放大作用。
3、特性不理想，边沿不陡。
实验八-有源滤波器的设计与调试
3．接通电源，使输入端Vi=0（对地短路），调节RP， 对运放进行调零（Vo=0）。
共二十三页
4．送入Vi=1V的交流正弦信号，在20Hz～200kHz
范围内改变信号源频率。 用示波器监视输出波形，用交流毫伏表测量
输出电压Vo(注意(zhù yì)：在fo附近多测一些点，改
变信号源频率时要保持Vi不变)。观察电路是否具 有高通特性或低通特性，并记录相应的频率及输 出电压幅值。以次绘制出电路的幅频特性。
通常 取 (tōngcháng)
C1 = C2 = C,
通带放大倍数：
通带截止频率：
共二十三页
10k
10k
10k
0.1u 0.1u 10k
图8-2 二阶有源高通滤波器电路(diànlù)（a）及其幅频特性(b)
共二十三页
实验内容及步骤(bùzhòu)：
1.首先将放大器调零; 2.按试验电路图接线路,注意以下几点:
f（Hz） 10 20
50
100 120 150
180
200
250 300 350
400
VO（v）
共二十三页
5．参照上述实验(shíyàn)原理和步骤，查资料自行设计一带阻滤 波器，要求画出实验(shíyàn)电路图，自拟实验(shíyàn)步骤和表格， 实际测出电路中心频率，同时以实测中心频率为中心，测量并 画出电路的幅频特性。
共二十三页
本实验介绍二阶有源低通滤波器和二阶有源高通滤波器的 一般设计与调试。 （1）二阶有源低通滤波器（二阶压控电压源LPF）
低通滤波器的特点是使低频信号（或直流成分(chéng 通 fèn) 过、抑制或衰减高频信号，主要用于削弱高次谐波或频率 较高的干扰和噪声信号，例如整流电路中的滤波电路。该 滤波器有如下的关系式：
有源带通滤波器设计方案报告
有源带通滤波器设计汇报学生姓名崔新科同组者王霞吴红娟指导老师王全州摘要该设计利用模拟电路相关知识，设定上线和下限频率，采取开环增益80dB 以上集成运算放大器，设计符合要求带通滤波器。
再利用Multisim 10.0仿真出滤波电路波形和测量幅频特征。
经过仿真和成品调试表明设计有源滤波器能够基础达成所要求指标。
其关键设计内容：1．确定有源滤波器上、下限频率；2．设计符合条件有源带通滤波器；-3．测量设计有源滤波器幅频特征；4．制作和调试；5. 总结碰到问题和处理方法。
关键词：四阶电路有源带通滤波器极点频率The use of analog circuit design knowledge, on-line and set the lower limit frequency, the use of open-loop gain of 80dB or more integrated operational amplifier designed to meet the requirements of the bandpass filter. Re-use Multisim 10.0 circuit simulation waveform and filter out the measurement of amplitude-frequency characteristics. Finished debugging the simulation and design of active filters that can basically meet the required targets. The main design elements:1. Determine the active filter, the lower limit frequency;2. Designed to meet the requirements of the active band-pass filter; -3. Designed to measure the amplitude-frequency characteristics of active filters;4. Production and commissioning;5 summarizes the problems and solutions.Keywords: fourth-order active band-pass filter circuit pole frequency滤波器介绍滤波器是一个选频装置，能够使信号中特定频率成份经过，而极大地衰减其它频率成份。
第6章集成运算放大器的应用课后习题及答案
第6章集成运算放大器的应用课后习题及答案一填空题1、反相比例电路中，集成运放的反相输入端为点，而同相比例电路中集成运放两个输入端对地的电压基本上等于电压。
2、对数和指数电路是利用二极管的电流和电压之间存在3、将正弦波转换为矩形波，应采用；将矩形波转换为三角波，应采用；将矩形波转换为尖脉冲，应采用4、滞回比较器具有特性，因此，它具有强的特点。
5、电压比较器的集成运放常常工作在；常用的比较器有比较器、比较器和比较器。
答案：1、接地、电源2、指数关系3、过零比较器、积分电路、微分电路4、滞回，抗干扰性5、非线性区，单限、滞回、窗口二选择题1、为了避免50Hz电网电压的干扰进入放大器，应选用______滤波电路（）A.低通B.高通C.带通D．带阻2、若从输入信号中抑制低于3kHZ的信号，应选用_____滤波电路（）A.低通B.高通C.带通D．带阻3、若从输入信号中取出低于3kHZ的信号，应选用_____滤波电路（）A.低通B.高通C.带通D．带阻4、若从有噪声的信号中提取2kHZ～3kHZ的信号进行处理，应选用_____滤波电路（）A.低通B.高通C.带通D．带阻5、在下列电路中，____电路能将正弦波电压移相+90。
（）A.反相比例运算电路B.同相比例运算电路C.积分运算电路6、在下列电路中，____电路能将正弦波电压转换成二倍频电压。
（）A.加法运算电路B.乘方运算电路C.微分运算电路7、在下列电路中，能在正弦波电压上叠加一个直流量的电路为（）A.加法运算电路B.积分运算电路C.微分运算电路8、在下列电路中，能够实现电压放大倍数为-90的电路为（）A.反相比例运算电路B.同相比例运算电路C.积分运算电路答案：1、D2、B3、A4、C5、C6、B7、A8、A 三判断题1、差分比例电路可以实现减法运算。
（）2、比例、积分、微分等信号运算电路中，集成运放工作在线性区；而有源滤波器、电压比较器等信号处理电路中，集成运放工作在非线性区。
有源滤波器的实验
实验十二有源滤波器的研究一、实验目的1．掌握测定有源滤波器的幅频特性的方法。
2．了解由运算放大器构成的一些二阶有源滤波器电路及其特性。
3．通过理论分析和实验测试加深对有源滤波器的认识。
二、实验原理从上世纪二十年代至六十年代，电滤波器主要由无源元件R、L、C构成，称为无源滤波器。
为了提高无源滤波器的质量，要求所用的电感元件具有较高的品质因数Q L，但同时又要求有一定的电感量，这就必然增加电感元件的体积，重量与成本。
这种矛盾在低频时尤为突出。
为了解决这一矛盾，五十年代有人提出用由电阻、电容与晶体管组成的有源网络替代电感元件，由此产生了用有源元件和无源元件(一般是R和C)共同组成的电滤波器，称为有源滤波器。
六十年代末由分立元件组成的有源滤波器得到应用。
七十年代以来，由薄膜电容、薄膜电阻和硅集成电路运算放大器构成的薄膜混合集成电路提供了大量质优价廉的小型和微型有源RC滤波器。
集成电路技术的出现和迅速发展给有源滤波器赋予巨大的生命力。
集成电路有源滤波器不但从根本上克服了R、L、C无源滤波器在低频时存在的体积和重量上的严重问题，而且成本低、质量可靠及寄生影响小。
和无源滤波器相比，它的设计和调整过程较简便，此外还能提供增益。
当然，有源滤波器也有如下缺点：1．由于有源元件固有的带宽限制，使绝大多数有源滤波器仅限于音频范围(f≤20KHZ)内应用，而无源滤波器没有这种上界频率限制，适用的频率范围可高达500MHZ。
2．生产工艺和环境变化所造成的元件偏差对有源滤波器的影响较大。
3．有源元件要消耗功率。
尽管如此，在声频(f≤4KHZ)范围内有源滤波器在经济和性能上要比无源滤波器优越得多，因此在世界各国先进的电话通信系统中得到极其广泛的应用。
任何复杂的n阶有源滤波器总是由若干个二阶有源基本节和一阶无源基本节连接而成，其中二阶有源基本节尤为重要。
三、实验内容1．二阶有源RC低通滤波器(1)二阶有源RC低通滤波器的幅频特性图附录2—1图附录2—1所示电路为二阶有源RC 低通滤波器，运算放大器A 构成同相放大器，其闭环增益为211=+=R R A F, (利用这一点可以判断运算放大器工作是否正常)。