RC有源滤波器实验设计报告
实验六 自制RC有源滤波电路
实验六 自制RC 有源滤波电路一 实验目的1.掌握由运算放大器与电阻、电容构成的RC 有源滤波器的电路原理；2.掌握滤波器幅频特性的测试方法。
二 实验原理及实验参考电路滤波电路是一种选频电路, 它是一种能使有用频率的信号通过, 而同时对无用频率的信号进行衰减的电子装置。
本实验采用宽带集成运算放大器LF353和电阻、电容构成RC 有源滤波电子装置。
根据频率特性的基本知识可知, 滤波电路的阶数越高, 过渡带将越窄, 滤波特性越接近理想滤波器的滤波特性, 而高于二阶的滤波电路可以由一阶和二阶滤波电路构成, 本实验制作RC 二阶有源滤波电路。
1.压控电压源二阶低通滤波电路 电路如图1所示。
图 1 压控电压源二阶低通滤波电路实验电路中R1=R2=4.7k(, R3=1k(, R4=586(, C1=C2=10nF(涤仑电容103)。
电路传递函数为式中通带放大倍数341R R A up +=。
电压放大倍数为20)3()(1)(f f A j f f A f A up upu -+-=式中特征频率RCf π210=令 , Q 称为该滤波电路的品质因数。
电路的幅频特性与品质因数的取值相关, 如图2所示。
图2 压控电压源二阶低通滤波电路的幅频特性实验电路中通带放大倍数品质因数Q=1/（3-Aup ）=1/(3-1.586)=0.707, 称为巴特沃思滤波器, 电路的上限截止频率fH 则刚好等于特征频率f0。
图1所示电路中如果品质因数Q 1, 则电路的上限截止频率可大于特征频率。
由图2可知Q 大于1的幅频特性曲线的过渡带更陡, 幅频特性更好。
2.压控电压源二阶高通滤波电路 电路如图3所示。
586.110005861134=+=+=R R A up图3 压控电压源二阶高通滤波电路实验电路中R1=R2=56k(, R3=1k(, R4=586(, C1=C2=10nF(涤仑电容103)。
电路传递函数为上式中通带放大倍数341R R A up += 电压放大倍数为为使电路不产生自激振荡, 应使 即通带放大倍数 。
RC高通有源滤波器课程设计报告
课程设计设计题目RC高通有源滤波器学生姓名学号专业班级指导教师设计类型：信号与系统课程设计设计制作一个增益可调，截止频率C=3000Hz的RC有源高通滤波器阅读教材第十章第八节，理解RC有源滤波器；查阅有关RC有源滤波器设计的相关资料，确定设计方案和元件数值；用Multisim模拟所得滤波器的频响特性（运放选用NE5532）；由于实验室只能提供特定的的元件数值，按照能获得的元件数值对电路进行修正和模拟，获得最符合要求的电路元件参数。
按获得的电路及元件参数，用面包板焊接好滤波器，连接信号发生器、示波器，测试电路的频响。
分析实验结果：测试结果与模拟结果的差异及其原因及可能的改进方法。
撰写课程设计报告。
课程设计题目：设计制作一个增益可调，截止频率=3000Hz的RC有源高通滤波器要求如下：阅读教材第十章第八节，理解RC有源滤波器；查阅有关RC有源滤波器设计的相关资料，确定设计方案和元件数值；用Multisim模拟所得滤波器的频响特性（运放选用NE5532）；由于实验室只能提供特定的的元件数值，按照能获得的元件数值对电路进行修正和模拟，获得最符合要求的电路元件参数。
按获得的电路及元件参数，用面包板焊接好滤波器，连接信号发生器、示波器，测试电路的频响。
分析实验结果：测试结果与模拟结果的差异及其原因及可能的改进方法。
撰写课程设计报告。
二. 课程设计目的：理解RC有源滤波器，学习RC有源滤波器的设计方法，由滤波器设计指标计算电路元件参数。
掌握应用Multisim软件；掌握常用元器件的识别和测试，测量有源滤波器的幅频特性；熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力；体会课程设计的过程，通过理论联系实际，提高和培养创新能力，提高实践能力，为后续课程的学习，毕业设计，毕业后的工作打下基础。
课程设计环境：Multisim介绍Multisim是Interctive Image Technologies公司推出的一个专门用于电子电路仿真和设计的软件，目前在电路分析、仿真与设计等应用中较为广泛。
实验10 有源RC滤波电路实验
实验10 有源RC滤波电路实验一、实验目的学习使用运放组成RC低通、高通、带通和带阻滤波电路的二阶基本节。
了解高阶RC滤波器的组成和性能。
二、实验仪器示波器、信号发生器、交流毫伏表、数字多用表。
三、预习内容（1）复习关于使用运放组成RC低通、高通、带通和带阻滤波电路的二阶基本节方面的知识。
（2）定性绘制本实验所用电路的幅频特性曲线和相频特性曲线。
四、实验内容当对滤波器要求不高时，往往使用一阶基本节或二阶基本节。
当对滤波器要求较高时，就需要使用高阶滤波器。
高阶滤波器通常由一阶基本节和/或二阶基本节组成。
低通二阶基本节的传递函数通常写成规范形式（见下文）。
可实现这一传递函数的电路是多种多样的。
高通、带通和带阻二阶基本节亦然。
本实验选用了有限正增益低通二阶基本节电路。
大多数现有教科书在RC有源滤波器设计中，其R，C参数是在运放为理想运放的假设下计算出来的。
所以，实际电路的幅频特性曲线和相频特性曲线与理想的幅频特性曲线和相频特性曲线常常会有差别。
而这种差别往往随着滤波器的理论设计性能指标越高而变得越大。
由于在有限正增益低通二阶基本节电路中，运放仅用于组成有限增益放大器，所以，在实际电路中由“理想运放”假设引起的差别很小，可以完全忽略。
由后文可见，低通二阶基本节电路的传递函数只有三个参数，即A o、ωL、Q L，因此，最少只要有三个RC元件和一个运放就可构成一个二阶基本节电路。
通常，二阶基本节电路的元件个数都大于3。
一般地说，若二阶基本节电路的运放个数和R ，C 元件个数较多，则电路的灵敏度较低。
这样的电路才有可能性能较高、制作调试较方便、工作较稳定。
实际中高性能的二阶基本节电路常用两个或两个以上的运放来实现。
通常，RC 有源滤波器是低频滤波器，其上限频率大约为几十kHz 。
主要的制约是运放的带宽增益积。
（1）有限正增益低通二阶基本节图1 有限正增益低通二阶基本节图1所示电路为有限正增益低通二阶基本节电路。
有源滤波器实验报告(1)
有源滤波器实验报告(1)有源滤波器实验报告一、实验目的1.了解有源滤波器的基本工作原理。
2.掌握有源低通和有源高通滤波器的实现方法及其频率特性。
3.学习使用多用途运放进行有源滤波器的设计。
二、实验原理有源滤波器由运放放大器和RC电路构成。
有源滤波器的基本原理是利用运放的放大作用以及RC电路的滤波作用实现滤波的过程。
有源滤波器分为有源低通滤波器和有源高通滤波器两种类型，分别用于对信号的低频和高频进行滤波。
三、实验仪器1.多用途运放实验板2.数字存储示波器3.脉冲信号发生器4.电源四、实验内容1.设计并搭建有源低通滤波器电路。
2.设计并搭建有源高通滤波器电路。
3.对低频和高频信号分别进行滤波实验。
4.在不同频率下测量有源低通和有源高通滤波器的增益和相位延迟特性。
五、实验步骤和操作1.设计有源低通滤波器电路。
按照RC低通滤波器的原理，选择合适的电阻和电容组合来计算截止频率，然后根据运放的放大倍数设计电压跟随电路来实现放大和增益控制。
将设计好的电路搭建在实验板上，并连接信号输入和输出端口，将脉冲信号发生器输出的信号接入输入端口，使用数字示波器来观察滤波结果。
2.设计有源高通滤波器电路。
按照RC高通滤波器的原理，选择合适的电阻和电容组合来计算截止频率，然后根据运放的放大倍数设计电压跟随电路来实现放大和增益控制。
将设计好的电路搭建在实验板上，并连接信号输入和输出端口，将脉冲信号发生器输出的信号接入输入端口，使用数字示波器来观察滤波结果。
3.测量有源低通和有源高通滤波器的增益和相位延迟特性。
分别在不同频率下进行测量，利用示波器测量输出信号的幅度和相位，计算出滤波器的增益和相位延迟特性。
六、实验结果和分析1.有源低通滤波器实验结果：实验中选择的截止频率为1kHz，测量得到在1kHz处的增益为18dB，相位延迟为-40度。
通过实验观察到，低频信号经过滤波器处理后能够得到较好的效果，高频信号被滤除，滤波器具有很好的低通滤波特性。
哈工大模电自主设计实验 RC有源滤波器
姓名班级学号实验日期节次教师签字成绩实验名称 RC有源滤波器的研究1.实验目的（1）熟悉由集成运放和阻容元件组成的有源滤波器的原理。
（2）学习RC有源滤波器的设计，学会测量有源滤波器幅频特性。
2.总体设计方案或技术路线由阻容元件和运算放大器组成的滤波电路称为RC有源滤波器。
由于集成运放有限带宽的限制，目前RC有源滤波器的工作频率较低，一般不超过1MHz。
（1）低通滤波器低通滤波器用来通过低频信号，衰减或抑制高频信号。
二阶有源低通滤波器由两级RC滤波环节与同相比例运算电路组成，第一级电容接至输出端，引入适量正反馈，以改善幅频特性。
设计电路图如下所示，改变输入信号频率，记录输出信号幅值及放大倍数，先测量出一组幅频特性曲线，再改变电阻R f的值，记录数据，得到新的幅频特性曲线，再进行对比。
（2）高通滤波器高通滤波器用来通过高频信号，衰减或抑制低频信号。
只要将低通滤波器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。
高通滤波器的性能与低通滤波器相反，其频率响应和低通滤波器是“镜像”的关系。
设计电路图如下所示，改变输入信号频率，记录输出信号幅值及放大倍数，先测量出一组幅频特性曲线，改变电阻R f的值，记录数据，得到新的幅频特性曲线，再进行对比。
本实验主要研究低通滤波器和高通滤波器的幅频特性，截止频率和品质因数，以及改变电路参数对滤波效果的影响。
3.实验电路图（1）低通滤波器设计电路图（由Multisim7绘制）（2）高通滤波器设计电路图4. 仪器设备名称、型号实验电路板双踪示波器双路直流稳压电源函数信号发生器数字万用表导线若干5.理论分析或仿真分析结果(1)低通滤波器R4=10kΩ时幅频特性曲线和相频特性曲线如下所示当R4=12kΩ时幅频特性曲线和相频特性曲线如下所示当R4=15kΩ时幅频特性曲线和相频特性曲线如下所示（2）高通滤波器R4=10kΩ时幅频特性曲线和相频特性曲线如下所示用光标测量法测得截止频率为1.2514kHzR4=12kΩ时幅频特性曲线和相频特性曲线如下所示R4=15kΩ时幅频特性曲线和相频特性曲线如下所示6.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）（1）检查导线通断，仪器仪表是否正常。
RC有源滤波器设计报告
课题名称 __________RC 有源滤波器 __________所在院系 ____________工程系 ________________班级_____________可是（ 1）____________学号____________1113_________姓名_____________郑志伟 _______________指导老师 _________________________________时间_________________________________科技艺术学院工程系前言随着计算机技术的发展，模拟电子技术已经成为一门应用范围极广，拥有较强实践性的技术基础课程。
电子电路剖析与设计的方法也发生了重要的改革，为了培养学生的着手能力，更好的将理论与实践结合起来，以适应电子技术飞速的发展形势，我们必定经过对本次课程设计的理解，从而进一步提高我们的本质动能力。
滤波器在平常生活中特别重要，运用特别广泛，在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域，经常需要用到各样各样的滤波器。
随着集成电路的迅速发展，用集成电路可很方便地组成各样滤波器。
用集成电路实现的滤波器与其他滤波器比较，其波形质量、幅度和频率牢固性等性能指标，都有了很大的提高。
滤波器在电路实验和设备检测中拥有十分广泛的用途。
现在我们经过对滤波器器的原理以及结构设计一个能够低通、高通、带宽、阻带等多种形式的滤波器。
我们经过对电路的剖析，参数的确定选择出一种最合适本课题的方案。
在达到课题要求的前提下保证最经济、最方便、最优化的设计策略。
依照设计的方案选择详尽的元件，焊接出详尽的实物，并在实验室对事物进行调试，观察奏效可否与课题要求的性能指标作比较。
最后剖析出现误差的原因以及影响因素。
设计任务书一、设计目的1、学习 RC有源滤波器的设计方法；2、由滤波器设计指标计算电路元件参数；3、设计二阶 RC有源滤波器 (低通、高通、带通 )；二、设计要求和技术指标1、技术指标(1)低通滤波器：通带增益 AUF=2；截止频率 fH =2000Hz；Ui=100mV；阻带衰减：不小于 -20dB/10 倍频；(2)高通滤波器：通带增益 AUF=5；截止频率 fL =100Hz； Ui=100mV；阻带衰减：不小于 -20dB/10 倍频；(3)带通滤波器：通带增益 AUF=2；中心频率： fO =1kHz；Ui=100mV；阻带衰减：不小于 -20dB/10 倍频。
RC有源高通滤波器课程设计报告完美版
科信学院电子电路仿真及设计CDIO三级项目设计说明书（2012/2013学年第二学期）题目：__ 高通滤波器___ __ _____专业班级：通信工程11级2班学生姓名：吕阳学号：110312230指导教师：马永强、贾少锐、李晓东、付佳设计周数：2周2013年7月5日目录一直流稳压电源1.1电源的设计及要求---------------------------------------------1 1.2基本原理分析-----------------------------------------------------1 1.3电路设计原理图，实物图, 参数计算及仿真------------4 二振荡器2.1振荡器的设计及要求-------------------------------------------6 2.2系统工作原理-----------------------------------------------------6 2.3电路设计原理图，实物图,参数计算及仿真--------------6 三滤波器3.1滤波器的设计及要求-------------------------------------------11 3.2系统的设计方案-------------------------------------------------11 3.3系统组成及工作原理-------------------------------------------11 3.4电路设计原理图,实物图，参数计算及仿真-------------12 附录原件清单-------------------------------------------------------17第一章电源设计1.1电源的设计及要求1.11设计任务设计并制作一个±5V直流稳压电源1.12 设计要求1．学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计和调试能力。
RC有源滤波器实验设计报告(二)
RC有源滤波器实验设计报告(二)
1. 实验目的
本次实验的目的是设计并制作一个RC有源滤波器，通过实验验证其滤
波效果，并深入了解有源滤波器的工作原理和设计方法。
2. 实验原理
RC有源滤波器是一种基于RC滤波器的电路，通过加入一个放大器来增加滤波器的增益和频率选择性。
其基本原理是将输入信号经过一个RC
滤波器，然后再通过一个放大器来放大信号，最后输出滤波后的信号。
3. 实验步骤
1）根据设计要求选择合适的电容和电阻，设计RC滤波器的截止频率。
2）根据放大器的放大倍数和输入阻抗，确定放大器的电路结构和参数。
3）将RC滤波器和放大器连接起来，组成RC有源滤波器电路。
4）使用万用表和示波器对电路进行调试和测试，调整电路参数，使得
滤波器输出符合设计要求。
5）记录实验数据，分析滤波器的性能和特点。
4. 实验结果
经过实验测试，我们成功设计并制作了一个RC有源滤波器，其截止频
率为1kHz，放大倍数为10倍。
在输入一个频率为1kHz的正弦波时，经过滤波器后输出的幅值和相位均符合设计要求。
同时，我们还测试了滤波器对不同频率信号的响应，发现滤波器对高频信号有较好的抑制效果，对低频信号的放大倍数较高。
5. 实验结论
本次实验成功设计并制作了一个RC有源滤波器，通过实验验证了其滤波效果和特点。
同时，我们也深入了解了有源滤波器的设计原理和方法，对于以后的电路设计和实验有了更深入的认识和理解。
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《RC有源滤波器快速设计》
实验报告
小组成员：黄文成
习灿
方丹
****: ***
湖北经济学院电子工程系
2013．03
摘要： 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
让一定范围内的频率通过，抑制或者急剧衰减频率范围以外的信号。
因受到运算放大器带宽的限制，这类滤波器仅适用于低频范围。
根据频率范围可分为低通、高通、带通和带阻四种滤波器。
滤波器的用处非常大，它可以处理信号,虑去无用的干扰信号，使信号满足自己的需要。
如许多音响装置的频谱分析器均使用此电路作为带通滤波器，以选出各个不同频段的信号，在显示上利用发光二极管点亮的多少来指示出信号幅度的大小。
目前，滤波器被广泛用于通信、广播、雷达以及许多仪器设备中。
设计性能指示要求
方案（一）
一级二阶低通与一级二阶高通级联。
截至频率 Hz f H 3000=,Hz f L 300=, 增益10=V A 阻带衰减速度为-40dB/10倍频
方案（二）
一级二阶带通滤波器。
中心频率KHz f 10=，增益2=V A ，品质因素10=Q
一、方案设计
方案（一）
实现二阶带通滤波器的电路有压控电压源（VCVS ）电路和无限增益多路反馈(MFB)电路。
如果要求带宽BW 的范围很宽，可采用一级二阶高通滤波器与一级二阶低通滤波器相级联，但其阻带的衰减率为-40db/10倍频程，滤波器的带宽由两个滤波器的截止频率所决定。
所以我们选用一个截止频率为300Hz ，增益为2的二阶低通滤波器和一个截止频率为3KHz ，增益为5的二阶高通滤波器。
方案（二）
二阶带通滤波器 的性能参数有中心角频率0w 或0f ，0w 对应的增益为v A ，带宽L H f f BW -=，品质因素BW f Q 0
=
，Q 值越高，滤波器选择性越好，衰减速
度越高，但Q 值也不能太高，否则会使电路难以调整，故取10=Q 。
二、电路设计
设计步骤：
1.根据截至频率c f 选定一个电容C 的标称值（单位uF ），使其满足C
f K c 100
= （101≤≤K ）
2.设计表中查出与v A 对应的电容值及1=K 时的电阻值，再将这些电阻值乘以参数K ，得到电阻的设计值。
3.实际调整并修改电容、电阻值，测量滤波器的性能参数是否满足设计要求。
三、调试与测试结果
1.低通滤波电路仿真图
2.高通滤波电路仿真图
3.低通、高通滤波级联仿真电路图
4.带通滤波仿真电路图
调试结果
1.低通和高通级联电路输出波形图
2.带通电路输出波形图
误差分析
①元器件误差，由于计算得出的元件参数比较理想化，而实际中用的元件很难匹配所有的参数。
②仪器误差。
函数发生器大约有50Ω内阻，示波器本身误差示数误差以及波形的抖动造成的误差。
③直流稳压电源的输出值并不完全等于理论值。
这对放大倍数有所影响。
四、讨论与心得体会
这次我们我们参与设计的是一个RC二阶有源滤波器，有两个可选方案：其一是利用一个二阶低通和一个二阶高通级联，另一个是直接设计一个带通滤波器。
首先还是了解设计原理及要求，实验整体比较简单。
按照性能指标和设计步骤，我们首先通过查看设计表选择电路形式、确定电容值并计算出对应的电阻值；然后，我们利用仿真软件很顺利地连接好电路图并得到符合性能指标要求的仿真结果；接着根据计算出来的电阻值及实验室的现有资源，电路需要两个甚至多个电阻串联；准备好所有元器件之后我们开始在面包板上搭电路，快速连接好电路之后我们开始接入电源和信号源用示波器测输入输出电压。
级联部分的低通电路输出基本满足要求，但是接入高通电路之后并没有得到预计的结果，输出电压没有放大反而缩小了，我们觉得可能是电路连接的问题，所以便逐级去检查电路，经过多次检查确定无误后再次测试发现还是有问题，然后我们猜测可能是芯片的问题，更换芯片之后输出结果有所改善但仍然不符合设计要求，我们有些失望，但发现其它组也出现了类似的情况。
我们了解到这个实验本身会产生较大的误差，再加上实验室里各种仪器设备的限制，所以经过反复检查、排除各种可能的原因，并对照仿真电路一步一步、耐心地调试，很庆幸我们最终的输出电压值基本符合性能指标要求。
这次的实验看似简单，实验过程和结果却差强人意，然而，我们觉得应该更重整个的实验过程。
从个元器件的选择到电路的仿真再到在面包板上搭建电路和最后的波形调试，我们分工合作、相互协调、通过解决遇到的各种问题这一过程在培养耐心、细致的态度的同时也提高了自己的能力。
相信在下一次的实验设计中我们一定可以做得更完美！
附：
元器件清单。