有源滤波器实验报告..docx

图2低通波特图：无限增益多路负反馈二阶高通滤波器电路设计图：图3高通滤波器电路图：表2 高通滤波器测试结果静态测试：V+ = V- = Vo = 0 Vcc = 14.7V Vee = 14.3V动态参数：信号Vpp = 2V f(Hz)1001103005008001k2kVo(V)5.285.767.67.67.67.67.6(°)-86.4-91-152-163-172-172-174Avpfc(Hz)fp(Hz)Q理论值-4.7110.7Hz=fc=110.7Hz0.707实测值-3.81050.758仿真值-4.681130.688幅频特性与相频特性图：图4高通滤波器波特图：两者串联为带通滤波器：表3带通通滤波（级联）器测试结果静态测试：V+ = V- = Vo = 0 Vcc = 14.7V Vee = 14.3V动态参数：信号Vpp =1V f(Hz)501003005008001k2kVo(V)3.2410.61514.612.610.63.44(°)13787.52.3-31-65.1-87.1-142AvpfL(Hz)fH(Hz)Q理论值18.8110.7937.80.707实测值151001k0.65仿真值18.361119510.696图5带通滤波器（级联）波特图：带通滤波器设计与仿真：指标设定：Avp = -1fr = 3kHz BW = 4kHz计算并选择参数：C = 0.01uF R1=4k R2 = 8k R3 = 31k指标理论值：Avp = -1 Q = 0.75 fr = 2.99kHz BW = 3.98kHz图6带通滤波器电路图：性能测试：表4 带通滤波器仿真结果AvpfL(Hz)fH(Hz)BW(Hz)0.991.61k5.62k4.01k幅频特性与相频特性图：图7带通滤波器波特图：结果分析从仿真测试数据看，电路设计基本符合设计目标，但与实测数据之间有误差，低通电路中，主要误差在于Q值的测量，测量过程中注意到同一频率的输出电压多次测量结果均不相等，且电压幅度不大，导致相对误差会比较大，而Q值又是比值的形式，所以会有较大误差。高通电路中主要是放大倍数测量误差较大，由于在实验时没能找到两个0.47uF的电容，所以其中有一个是通过多个电容串并联而成的。实验时忽略了这一问题，没有测量实际电容大小，而高通电路的放大倍数正是由电容大小决定的，所以这一细节会对电压放大倍数有较大影响。电路参数对频率特性的影响：低通：以图1电路为基础进行调节改变Rf为22k，此时电路频率特性变化不大，主要影响反馈量，从而改变Avp；从表达式上看，其Q值电阻R1的0次项有关，与R2和Rf的1/2次项有关，所以可通过大幅度改变R2、Rf或者同时改变来影响Q值，以下将Rf和R2同时增大10倍：然后Q值又分别与C1、C2的1/2次呈正负相关，fc与两者都是负相关，以下分别将C1增大10倍，C2增大10倍，以及同时增大10倍：可以看出，Q值和fc受到明显影响。另外也可以看出，改变参数虽然会影响电路特性，但也恰可以利用这一点合理配置参数，可以获得特性更好的电路。总结此前提及滤波电路一般就只会想到简单的无源滤波网络，而不会想到结合运放设计有源滤波电路。而且通过这次实验也突然有点明白了之前放大电路实验中测试带宽的意义。感觉这两学期学的知识正在一点点的串到一起。