4.11RC带通滤波器的设计与测试
4.11RC带通滤波器的设计与测试
1、了解带通滤波器的频率特性。 2、复习网络频率特性测试的一般方法。 3、测量RC带通滤波器的幅频特性和相频特性。
国家工科电工电子基础教学基地 国家级实验教学示范中心
二、理论基础
网络函数——电压转移比：
H (j) Uo
Ui
jRC 12R2C2 j3RC
现代电子技术实验
RC
+
+
ui C
R
uo
-
国家级实验教学示范中心
现代电子现技代术电实子验技术实验
电解电容正负极性识别
长脚为正极
负极
国家工科电工电子基础教学基地 国家级实验教学示范中心
现代电子技术实验
国家工科电工电子基础教学基地 国家级实验教学示范中心
现代电子技术实验
国家工科电工电子基础教学基地 国家级实验教学示范中心
一、实验目的
现代电子技术实验
国家工科电工电子基础教学基地 国家级实验教学示范中心
信号v+i
源
-
设计电路
现代电子技术实验 =12V
+
+ 后
+
级 负
载
e bc
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国家级实验教学示范中心
现代电子技术实验
IC
I B VCE 5V
IC
IB VCE 5V
iC
0
v VCE =5V VCC CE
国家工科电工内电容子基图础示教学仪基地
现代电子技术实验
共射单管放大器设计 指标要求：
1、IC=1.5mA～2mA
2、输入电阻：Ri > 1.5k 3、输出电阻：RO < 2.5k 4、增益：AV > 50
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。
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。
RC有源带通滤波器的设计
RC有源带通滤波器的设计有源带通滤波器是一种基本的滤波器电路，它可以选择性地通过一定频率范围内的信号，并且具有放大功能。
在设计有源带通滤波器之前，我们首先需要确定所需的滤波特性和频率范围，然后选择合适的滤波器类型和电路拓扑结构。
有源带通滤波器的一种常见电路拓扑结构是Sallen-Key结构，它由一级和二级滤波器级联组成。
在本次设计中，我们将以二级Sallen-Key 结构作为例子进行说明。
首先，我们需要确定所需的滤波特性和频率范围。
假设我们需要设计一个中心频率为1kHz，通带增益为10倍，带宽为500Hz的有源带通滤波器。
接下来，我们选择合适的滤波器类型，例如巴特沃斯滤波器。
接下来，依据设计要求，我们可以计算出滤波器的品质因子Q和截止频率。
品质因子Q可以通过以下公式计算得出：Q=中心频率/带宽因此，Q=1000Hz/500Hz=2截止频率可以通过以下公式计算得出：fc = 中心频率 / (2 * Q)因此，fc = 1000Hz / (2 * 2) = 250Hz根据所得到的Q和fc值，我们可以选择合适的滤波器元件数值，例如电容和电阻。
在Sallen-Key结构中，我们可以选择两个电容和三个电阻。
接下来，我们可以根据标准的频率响应公式计算电流放大器的增益和频率域特性。
有源带通滤波器的传输函数可以表示为：H(s)=-(s/ωc)*(1/(s^2+s/(Q*ωc)+1/(ωc^2)))其中，s是复频域变量，ωc是角频率。
通过计算得到的传输函数，我们可以绘制出滤波器的幅频响应图和相频响应图。
根据滤波器的幅频响应图，我们可以验证滤波器的增益特性和通带带宽范围。
根据滤波器的相频响应图，我们可以验证滤波器的相位特性。
在设计完成后，我们可以进行仿真和实际测试。
通过使用电子设计自动化(EDA)软件进行电路仿真，我们可以验证设计的性能和预测工作点。
在实际测试中，我们可以通过控制信号源和频谱分析仪来验证滤波器的频率特性和频率响应。
《机电测量系统实验》RC滤波电路实验报告
《机电测量系统实验》RC 滤波电路实验报告一 实验目的1．了解的性能特点。
2．掌握RC 滤波电路有关参数的测量方法。
二 实验设备与器件Multisim 软件、函数信号发生器RC 滤波电路、双踪示波器、波特图仪、万用表、元器件：电阻、电容、运放74LM741等。
三 实验步骤以及实验原始数据、波形和现象。
1． 一阶低通滤波器的安装与测试参照图3电路连接实验电路（fH=20kHz,电容取nf 级）。
将函数信号发生器输出端接一阶低通滤波器的输入端。
调节函数信号发生器，使其输出3i V V =的正弦波，由低到高改变输入信号的频率多次（注意保持3iV V=不变），用示波器测量输出电压o V 和截止频率，记入表1中；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。
表1 一阶低通滤波器的测试) (V Vo5.114.523.813.142.682.131.821.635.114.673.843.132.622.231.811.65)(Hzf H计算值测量值20kHz 20kHz2． 一阶高通滤波器的安装与测试3．参照图5电路安装一阶高通滤波器。
将函数信号发生器输出端接一阶高通滤波器的输入端。
调节函数信号发生器，使其输出3i V V =的正弦波，由低到高改变输入信号的频率（注意：保持3i V V =不变），用示波器测量测量输出电压o V 和截止频率L f ，记入表2中；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。
表2 一阶高通滤波器的测试四总结一阶滤波电路的特性低通滤波器的基本电路特点是，只允许低于截止频率的信号通过。
一阶有源低通滤波电路是最简单滤波电路，一阶有源低通滤波电路也是组成二阶、高阶有源低通滤波电路的最小单元。
五实验结果分析及问题讨论（包括：理论计算与实测结果是否相同，如果不同分析产生误差的原因是什么；记录实验中产生故障的情况，说明排除故障的过程和方法等。
）1.仪器：实验仪器自身的电阻对实验结果造成的影响2.读数：示波器读取的时候抖动带来的误差六收获和体会，改进实验方法的建议等。
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。
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。
RC有源带通滤波器的设计
题 目 RC有源带通滤波器的设计科 目 现代电路理论RC有源带通滤波器的设计摘要滤波器的功能是让一定频率范围内的信号通过，而将此频率范围之外的信号加以抑制或使其急剧衰减。
当干扰信号与有用信号不在同一频率范围之内，可使用滤波器有效的抑制干扰。
用LC网络组成的无源滤波器在低频范围内有体积重量大，价格昂贵和衰减大等缺点，而用集成运放和RC网络组成的有源滤波器则比较适用于低频，此外，它还具有一定的增益，且因输入与输出之间有良好的隔离而便于级联。
由于大多数反映生理信息的光电信号具有频率低、幅度小、易受干扰等特点，因而RC有源滤波器普遍应用于光电弱信号检测电路中。
本课题研究内容主要是用multisim软件设计仿真有源带通滤波器的二级级联和四级级联方式的电路。
关键词：集成运放；RC网络；multisim软件；有源带通滤波器目录摘要1目录2一本课题内容提要 3二二级串联的带通滤波器 31 设计要求32 基本原理33 设计方案34电路设计与参数计算35 性能仿真分析5三四级串联的带通滤波电路 71 总体方框图71.1 级数选择71.2 元器件的选择72 电路设计分析8四总结 9参考文献 11一、本课题内容提要滤波器的功能是让一定频率范围内的信号通过，而将此频率范围之外的信号加以抑制或使其急剧衰减。
当干扰信号与有用信号不在同一频率范围之内，可使用滤波器有效的抑制干扰。
其优点：不用电感元件、有一定增益、重量轻、体积小和调试方便，可用在信息处理、数据传输和抑制干扰等方面；缺点为：但因受运算放大器的频带限制，这类滤波器主要用于低频。
根据对频率选择要求的不同，滤波器可分为低通、高通、带通与带阻四种。
本课题采用低通-高通级联实现带通滤波器。
二、二级串联的带通滤波电路1、设计要求①性能指标要求：△f=3000Hz-300Hz=2700Hz;②通带电压增益：Au=1；③完成电路设计和调试过程。
2. 基本原理带通滤波器(BPF)能通过规定范围的频率，这个频率范围就是电路的带宽BW，滤波器的最大输出电压峰值出现在中心频率f0的频率点上。
RLC带通滤波器的设计与测试
RLC带通滤波器的设计与测试设计原理：首先，我们需要确定需要滤波的频率范围，即带通的频率范围。
然后，根据带通频率范围选择合适的电感和电容数值。
在选择电感和电容数值时，可以利用谐振频率公式来计算所需参数：f0=1/(2*π*√(L*C))其中，f0是带通的中心频率，L是电感的值，C是电容的值。
根据中心频率f0和带宽B，可以计算出电感和电容的数值：Δf=B=f2-f1f0=(f1+f2)/2q=f0/Δf其中，Δf是带宽，q是品质因数，f1和f2是带通的下限频率和上限频率。
选择好电感和电容数值后，还需要确定合适的电阻数值。
电阻的数值可以通过控制放大倍数和阻尼系数来调整。
设计完成后，可以进行滤波器的测试。
测试方法：1.准备测试设备：使用信号发生器产生一个包含带通频率范围内信号的测试信号，并连接到滤波器的输入端。
2.使用示波器连接到滤波器的输出端，用来观察滤波效果。
3.通过信号发生器调节输入信号的频率，观察滤波器的输出信号。
在带通频率范围内，输出信号应该有明显的增益，并且在带外频率范围内，输出信号应该有较小的幅度。
4.测试滤波器的增益：通过调节信号发生器的输出幅度，记录输入和输出信号的幅度，并计算出增益。
5.测试滤波器的相位差：通过测量输入信号和输出信号的相对相位差，可以了解滤波器对信号的相位延迟情况。
6.测试滤波器的频率响应：通过调节信号发生器的频率，测量不同频率下滤波器的输出幅度和相位差，可以绘制出滤波器的频率响应曲线。
设计和测试RLC带通滤波器是一项技术性较高的工作，需要有一定的电路设计和测试经验。
在进行设计和测试时，需要注意选取合适的元件参数、保证电路的稳定性，同时准确测量和记录数据，以便进行进一步的分析和优化。
总之，RLC带通滤波器是一种常用的电路，通过合适的设计和测试可以实现对特定频率范围的信号滤波。
设计和测试过程需要仔细考虑响应曲线的形状和增益、相位差等指标，并合理选择元件参数，以满足实际应用的需求。
RC有源带通滤波器的设计
RC有源带通滤波器的设计有源带通滤波器是一种结合了有源和带通滤波器两种技术的电路设计。
有源滤波器使用了一个或多个放大器来增强滤波器的性能。
带通滤波器则是一种能够通过选择特定频率范围内的信号而阻断其他频率的滤波器。
有源带通滤波器的设计旨在实现对特定频率范围内信号的放大和通过，同时阻断其他频率的信号。
有源带通滤波器可以通过各种电子设备实现，包括操作放大器和其他被动电子元件。
在设计过程中，需要考虑滤波器的增益、带宽和频率响应等参数。
首先，确定需要通过的频率范围。
这可以根据需要来确定，例如需要通过500Hz至2kHz范围内的信号。
确定了频率范围后，可以计算出滤波器的中心频率，即带通滤波器应该放大的频率。
例如，在500Hz至2kHz范围内，中心频率可以设定为1.25kHz。
其次，根据中心频率和所需带宽，可以计算出带通滤波器的质因数。
质因数是一个用于衡量带通滤波器频率选择性能的指标，计算方法为中心频率除以带宽。
例如，对于1.25kHz的中心频率和200Hz的带宽，质因数为6250。
然后，根据质因数可以选择适当的有源滤波器电路。
常见的有源滤波器电路包括多级滤波器、巴特沃斯滤波器和切比雪夫滤波器。
这些电路各有优缺点，选取时需要综合考虑滤波器的性能要求和设计复杂度。
在选取了适当的有源滤波器电路后，可以根据所选电路的参数进行配置和调整。
这包括放大器的增益和频率响应等参数。
可以使用模拟电路设计软件来模拟和优化滤波器的性能。
完成电路设计后，需要制作滤波器的原型进行实际测试。
可以使用示波器和信号发生器等仪器来测试滤波器的频率响应和滤波效果。
根据测试结果，可以对电路进行调整和优化，直到满足设计要求。
最后，可以考虑增加其他功能和特性来进一步优化滤波器的性能。
例如，可以加入自动增益控制（AGC）电路来实现自动调节放大器增益，以适应不同输入信号的变化。
总之，有源带通滤波器的设计是一个综合考虑频率范围、中心频率、带宽、滤波器电路和性能要求等因素的过程。
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4.11 RC带通滤波器的设计与测试
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现代电子技术实验
一、实验目的
1、了解带通滤波器的频率特性。 2、复习网络频率特性测试的一般方法。
3、测量RC带通滤波器的幅频特性和相频特性。
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一、实验目的
1、了解带通滤波器的频率特性。 2、复习网络频率特性测试的一般方法。
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二、理论基础
R C C R + uo -
网络函数——电压转移比：
Uo j RC H (j ) Ui 1 2 R2C 2 j3 RC
共射单管放大器设计 指标要求：
1、IC=1.5mA～2mA 2、输入电阻： Ri >1.5k
3、输出电阻： RO < 2.5k
4、增益：AV > 50
现有电阻参考值——100Ω、200Ω、1kΩ、2kΩ、 5 kΩ、10kΩ、18 kΩ、30kΩ、100kΩ等 ，尽 量以现有电阻完成电路的设计。
VCC
vCE
内容 图示仪 国家工科电工电子基础教学基地 国家级实验教学示范中心
现代电子技术实验 现代电子技术实验
电解电容正负极性识别
长脚为正极
负 极
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Uo
1
0.707
fL
fo
fH
lgf
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。
现代电子技术实验
三、实验内容
1、幅频特性的测量 2、相频特性的测量
根据元件包中所提供元件，自己设计并搭建一个RC带 通滤波器，测量该滤波器的幅频和相频特性曲线。定量的 画出在10fo时，输出和输入的相位差波形。要求Ui=3V 要求：R=1kΩ，C=0.1μF
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现代电子技术实验
设计电路
=12V + + 信 号 vi 源
+
Hale Waihona Puke +后 级 负 载
e bc
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现代电子技术实验
IC IB
IC I B
iC
VCE 5V
VCE 5V
0
VCE =5V
+ ui -
幅频特性： H ( )
RC
(1 2 R2C 2 )2 9 2 R2C 2
3 RC 1 2 R 2C 2
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相频特性： ( ) 90 arctan
。
现代电子技术实验
1 其中心频率 f f o 2RC 时，输出达到最大值 ，为输入的1/3
频率值
输出Uo 0.2 fL fL fo fH 10 fo 10 fH
Φ°
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。