为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划东南大学有源滤波器实验报告东南大学电工电子实验中心实验报告学号：姓名：实验准备一、学习目标：1、掌握由运算放大器组成的RC有源滤波器的工作原理；2、熟练掌握RC有源滤波器的工程设计方法；3、掌握滤波器基本参数的测量方法；4、进一步熟悉MultiSim软件高级分析功能的使用方法。设计提示：1、有源滤波器设计中选择运算放大器主要考虑带宽、增益范围、噪声、动态范围这四个参数。(I)带宽：当为滤波器选择运算放大器时，一个通用的规则就是确保它具有所希望滤波器频率10倍以上带宽，最好是20倍的带宽。如果设计一个高通滤波器，则要确保运算放大器的带宽满足所有信号通过。(II)增益范围：有源滤波器设计需要有一定的增益。如果所选择的运算放大器是一个电压反馈型的放大器，使用较大的增益将会导致其带宽低于预期的最大带宽，并会在最差的情况下振荡。对一个电流反馈型运算放大器来说，增益取的不合适将被迫使用对于实际应用来说太小或太大的电阻。(III)噪声：运算放大器的输入电压和输入电流的噪声将影响滤波器输出端的噪声。在噪声为主要考虑因素的应用里，你需要计算这些影响以确定所有这些噪声的叠加是否处在有源滤波器可接受的范围内。(IV)动态范围：在具有高Q值的滤波器里面，中间信号有可能大于输入信号或者大于输出信号。对操作恰当的滤波器来说，所有的这些信号必须能够通过而无出现削波或过度失真的情况。2、目前已经有很多专业的有源滤波器设计软件如：德州仪器的FilterPro、国家半导体WEBENCH?中的ActiveFilterDesigner、NuhertzTechnologies的FilterSolutions等。这些软件可以根据您的设计指标要求很快的算出电路参数，很大程度上节省了开发周期。二、预习思考：1、根据38页实验内容1的指标要求，设计一个低通滤波器，画出电路图，计算各元件参数。所有的电阻和电容值必须采用标称值代替计算值。电路图：R1?R2?C1?C2?FRf?RF?2、根据39页实验内容2的指标要求，设计一个高通滤波器，画出电路图，计算各元件参数。所有的电阻和电容值必须采用标称值代替计算值。R1?R2?3186?C1?C2?FRf?RF?10k?3、用Multisim软件完成38页实验内容1、2、3a)内容一：低通滤波器1）要求：f0?2kHz,Q?,f?f0处的衰减速率不低于30dB/10倍频参数设计如下：R1?R2?C1?C2?FRf?RF?截止频率f0?，大体符合要求4kHz处，A(?)=-处，A(?)=-,满足f?f0处的衰减速率不低于30dB/10倍频2）将电路中的C1由输出端改为接地截止频率f0?，截止频率变小了4kHz处，A(?)=-处，A(?)=-，f?f0处的衰减速率低于30dB/10倍频得幅频特性曲线如下:3)将反馈电阻改为RF?2RF，此时Q=截止频率f0?，变大了4kHz处，A(?)=-处，A(?)=-，衰减速率变大了得幅频特性及测量曲线如下:可知，Q值的改变会对幅频特性产生影响4）观察R、C值变化的影响R=?,R=?,?RRf?R?RR=?RR?测得，f0?，符合?fb)内容二：高通滤波器R1?R2?3186?C1?C2?FRf?RF?10k?东南大学电工电子实验中心实验报告学号：姓名：实验准备一、学习目标：1、掌握由运算放大器组成的RC有源滤波器的工作原理；2、熟练掌握RC有源滤波器的工程设计方法；3、掌握滤波器基本参数的测量方法；4、进一步熟悉MultiSim软件高级分析功能的使用方法。设计提示：1、有源滤波器设计中选择运算放大器主要考虑带宽、增益范围、噪声、动态范围这四个参数。(I)带宽：当为滤波器选择运算放大器时，一个通用的规则就是确保它具有所希望滤波器频率10倍以上带宽，最好是20倍的带宽。如果设计一个高通滤波器，则要确保运算放大器的带宽满足所有信号通过。(II)增益范围：有源滤波器设计需要有一定的增益。如果所选择的运算放大器是一个电压反馈型的放大器，使用较大的增益将会导致其带宽低于预期的最大带宽，并会在最差的情况下振荡。对一个电流反馈型运算放大器来说，增益取的不合适将被迫使用对于实际应用来说太小或太大的电阻。(III)噪声：运算放大器的输入电压和输入电流的噪声将影响滤波器输出端的噪声。在噪声为主要考虑因素的应用里，你需要计算这些影响以确定所有这些噪声的叠加是否处在有源滤波器可接受的范围内。(IV)动态范围：在具有高Q值的滤波器里面，中间信号有可能大于输入信号或者大于输出信号。对操作恰当的滤波器来说，所有的这些信号必须能够通过而无出现削波或过度失真的情况。2、目前已经有很多专业的有源滤波器设计软件如：德州仪器的FilterPro、国家半导体WEBENCH?中的ActiveFilterDesigner、NuhertzTechnologies的FilterSolutions等。这些软件可以根据您的设计指标要求很快的算出电路参数，很大程度上节省了开发周期。二、预习思考：1、根据38页实验内容1的指标要求，设计一个低通滤波器，画出电路图，计算各元件参数。所有的电阻和电容值必须采用标称值代替计算值。电路图：R1?R2?C1?C2?FRf?RF?2、根据39页实验内容2的指标要求，设计一个高通滤波器，画出电路图，计算各元件参数。所有的电阻和电容值必须采用标称值代替计算值。R1?R2?3186?C1?C2?FRf?RF?10k?3、用Multisim软件完成38页实验内容1、2、3a)内容一：低通滤波器1）要求：f0?2kHz,Q?,ff0处的衰减速率不低于30dB/10倍频参数设计如下：R1?R2?C1?C2?FRf?RF?截止频率f0?，大体符合要求4kHz处，A(?)=-处，A(?)=-,满足ff0处的衰减速率不低于30dB/10倍频2）将电路中的C1由输出端改为接地截止频率f0?，截止频率变小了4kHz处，A(?)=-处，A(?)=-得幅频特性曲线如下:，ff0处的衰减速率低于30dB/10倍频3)将反馈电阻改为RF?2RF，此时Q=截止频率f0?，变大了4kHz处，A(?)=-处，A(?)=-，衰减速率变大了得幅频特性及测量曲线如下:可知，Q值的改变会对幅频特性产生影响4）观察R、C值变化的影响?RR?RR=?,R=?RR?f?R测得，f0?，符合=fRb)内容二：高通滤波器R1?R2?3186?C1?C2?FRf?RF?10k?实验报告课程名称：电路与电子技术实验指导老师：张德华成绩：_实验名称：有源滤波器实验类型：模拟电路实验一、实验目的和要求二、实验内容和原理三、主要仪器设备四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析七、讨论、心得一、实验目的和要求1.了解有源滤波器的工作原理、特点；2.掌握有源滤波器典型电路的设计、分析与实现；3.学习有源滤波器典型电路的频率特性测量方法、电路调试与参数测试，了解其滤波性能；4.通过仿真方法进一步研究有源滤波电路，了解不同的有源滤波器结构、参数等对滤波性能的影响。二、实验内容和原理实验内容：1.原理分析；2.频率特性；3.滤波效果。实验原理：0.滤波器定义：让指定频段的信号通过，而将其余频段上的信号加以抑制，或使其急剧衰减。分类：a)按照器件类型分类：无源滤波器：由电阻、电容和电感等无源元件组成；有源滤波器：采用集成运放和RC网络为主体；b)按照频段分类：低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器；通带：能够通过的信号频率范围；阻带：被抑制的信号频率范围；过渡带越窄，说明滤波电路的选频特性越好。实验名称：有源滤波器关键指标：传递函数Av：反映滤波器增益随频率的变化关系；固有频率fc、c：电路无损耗时的频率参数，其值由电路器件决定；通带增益：A0、A、Ar；截止频率fp、p：增益下降到通带增益时所对应的频率；品质因数Q：反映滤波器频率特性的一项重要指标，不同类型滤波器的定义不同。1.一阶低通有源滤波器电路原理图：关键指标：幅频特性图：2.二阶低通有源滤波器电路原理图：关键指标：实验名称：有源滤波器幅频特性图：3.二阶单一正反馈型低通有源滤波器：电路原理图：关键指标：幅频特性图：实验名称：有源滤波器三、主要仪器设备型模拟电子技术实验箱；型数字示波器；集成运放；信号发生器；5.万用表。四、操作方法和实验步骤1.一阶低通有源滤波器取R=，C=F，按照原理图连接电路，输入Vpp=正弦信号，逐渐改变频率，测量各点幅值与相位值；输入混频信号，观察滤波效果。2.二阶低通有源滤波器取R=1k，C=F，Rf=20k，Ra=10k，按照原理图连接电路，输入Vpp=正弦信号，逐渐改变频率，测量各点幅值与相位值；输入混频信号，观察滤波效果。3.二阶单一正反馈型低通有源滤波器：取R=1k，C=F，Rf=20k，Ra=10k，按照原理图连接电路，输入Vpp=正弦信号，逐渐改变频率，测量各点幅值与相位值；输入混频信号，观察滤波效果。五、实验数据记录和处理1.一阶低通有源滤波器/o-幅频特性实验名称：有源滤波器相频特性滤波效果PSpice仿真：截止频率目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。