實驗六 有源濾波器

一、實驗目的

 1.熟悉有源濾波電路構成及其特性。
 2.學會測量有源濾波電路幅頻特性。

二、儀器及裝置

   1.示波器    
   2.訊號發生器

三、預習要求

1.預習教材有關濾波電路內容。
2.分析圖9.1，圖9.2，圖9.3所示電路。寫出它們的增益特性表示式。
3.計算圖9.1，圖9.2電路的截止頻率，圖9.3電路的中心頻率。

畫出三個電路的幅頻特性曲線。

濾波器的是具有讓特定頻率段的正弦訊號通過而抑制衰減其他頻率訊號功能的雙埠網路，常用RC元件構成無源濾波器，也可加入運放單元構成有源濾波器。無源濾波器結構簡單、可通過大電流，但易受負載影響、對通帶訊號有一定衰減，因此在訊號處理時多使用有源濾波器。根據幅頻特性所表示的通過和阻止訊號頻率範圍的不同，濾波器共分為低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器、全通濾波器五種。

四、實驗內容

l.低通濾波電路

實驗電路如圖9.1所示。其中：反饋電阻RF選用22K電位器，5K7為設定值(注：RF換成10K電位器)。

				圖9.1  低通濾波電路

按表9.1內容測量並記錄。
圖9.1是二階有源低通濾波器，由拉普拉斯變換分析可得：
，
取:
，，，
截止頻率:

則

												表9.1

2.高通濾波電路

實驗電路如圖9.2所示：(注：RF換成10K電位器)

	圖9.2  高通濾波電路

設定RF為5.7KΩ，按表9.2內容測量並記錄
圖9.2是二階有源高通濾波器，由拉普拉斯變換分析可得：
，
取
，，，
則:

											表9.2

3.帶阻濾波電路

實驗電路如圖9.3所示

			圖9.3  帶阻濾波電路

(1)實測電路中心頻率。

(2)以實測中心頻率為中心，測出電路幅頻特性。

圖9.3是二階有源帶阻濾波器，由拉普拉斯變換分析可得：
，
取
，，，,
則:
，
中心頻率為:
，
通帶截止頻率為
，,
由此計算得中心頻率

												表9.3

實際觀測得中心頻率約為78.4赫茲。

五、實驗報告

1.整理實驗資料，畫出各電路曲線，並與計算值對比分析誤差。
2.如何組成帶通濾波電路？試設計一中心頻率為300Hz，頻寬200Hz的帶通濾波電路。

六，模擬圖：

圖 1 低通濾波器模擬圖

圖 2 高通濾波器模擬圖

圖 3 帶阻濾波電路模擬圖