1无源低通滤波器.doc

1.无源低通滤波器设计 一：实验目的 设计、焊接一个无源低通滤波器，要求：截止频率为150Hz。 二：实验原理 利用电容通高频阻低频的特性，使一定频率范围内的频率通过。从而设计电路，使得低频率的波通过滤波器。 三：实验步骤 1：设计电路，在仿真软件上进行仿真，在仿真电路图上使功能实现。 2：先定电容，再挑选电阻，测量电阻的真实值，再到仿真电路 替换掉原来的电阻值，不断挑选电阻，找到最逼近实验结果的值。 3：根据仿真电路进行焊接，完成之后对电路进行功能检测， 分别挑选频率为15hz，150hz，1500hz的电源进行输入检测，观察输出的波形，并进行实验记录 四：实验电路 图1.1仿真电路设计 图1.2电路波特图 五：实验测量 我们用15Hz、150Hz、1500Hz三种不同正弦频率信号检测，其仿真与实测电路图如下： 图1.3 f=15Hz 时正弦信号仿真波形图 图1.4 f=15Hz 时正弦信号实测波形图 表1 f=15Hz时实测结果与仿真数据对比表 数据项目 输入幅值/V 输出幅值/V 衰减/dB 相位差 仿真电路 169.706 168.855 0.01 0.10π 实测电路 0.416 0.398 0.38 0π 分析：由图1.3的仿真波形与图1.4的实测电路波形和表1中的数据可知，输入频率为15Hz的正弦信号时，该信号能够通过，输入输出波形间有较小相位差和较小衰减。仿真和实测数据间存在误差，误差值较小，在允许范围内。 图1.5 f=150Hz 时正弦信号仿真波形图 图1.6 f=150Hz 时正弦信号实测波形图 表2 f=300Hz时实测结果与仿真数据对比表 数据项目 输入幅值/V 输出幅值/V 衰减/dB 相位差 仿真电路 169.706 119.690 3.033 0.126π 实测电路 0.443 0.304 3.271 0.113π 分析：由图1.5的仿真波形与图1.6的实测电路波形和表2中的数据可知，输入频率为150Hz的正弦信号时，该信号能够通过，输入输出波形间有一定的相位差和衰减。仿真和实测数据间存在误差，误差值较小，在允许范围内。 图1.7 f=1500Hz 时正弦信号仿真波形图 图1.8 f=1500Hz 时正弦信号实测波形图 表3 f=1500Hz时实测结果与仿真数据对比表 数据项目 输入幅值/V 输出幅值/V 衰减/dB 相位差 仿真电路 169.651 16.787 20.095 0.024π 实测电路 0.480 0.052 19.305 0.023π 分析：由图1.7的仿真波形与图1.8的实测电路波形和表3中的数据可知，输入频率为1500Hz的正弦信号时,该信号不能够通过，输入输出波形间有较大的相位差和较大衰减。仿真和实测数据间存在误差，误差值较小，在允许范围内。 六：实验总结 综合以上三种不同频率的检测分析： 随着输入频率增加，波形相位差逐渐增大，峰值衰减逐渐变大，当输入频率增加到某一值时，输出的峰值远远小于输入波形的峰值。这时，电路基本上完全低通波器的功能。