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四种滤波器的幅频特性

本次实验是观察四种滤波器(低通、高通、带宽、带阻)的幅频特性,以加强对各种滤波器的功能认知。本次实验我们选用的放大器为324型,其功能图如下所示:

下面我们来逐步观察一下四种滤波器的特性。

1. 低通滤波器

其电路图如下所示:

图中,电阻R1=R2=R=10KΩ,C1=C2=0.01uF,Ro=0.8R=8Ω,Vcc+=+12V, Vcc-=-12V,低通滤波器的传递函数H(s)?,其中

2Kp?0s???0s??220,

RKp?Kf?1?0;R?0?1R1R2C1C2;1?11?1?Kf????0????C1?R1R2??R2C2带入数据w。=10000rad/s,Kp=1.8,α=1.2,

H(j?)?21.8?0??2?7/25?220???24/25??;

220 当w=0时H(j?)=1.8,;w增加且w<4800rad/s时,H(j?)增加;当>4800rad/s时,

H(j?)减小,;w趋近无穷时, H(j?)趋近于0。此时wc=1.17rad/s。

对于不同的α,滤波器的幅频特性也不相同

对于实验中的低通,α=1.2,与1.25的相似,我们对于实验数据的测量如下:

输入为100mV 频率f(Hz) 10 30 50 100 200 500 800 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 输出V(v) 1.965 1.965 1.960 1.950 1.945 1.945 1.945 1.855 1.795 1.755 1.700 1.490 1.400 1.290 1.195 1.095 0.966 0.898 0.818 范围10~6kHz输出不失真 绘出的幅频特性图如下:

频率f(Hz) 2200 2300 2400 2500 2600 2700 2800 2900 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 7000 8000 9000 10000 输出V(v) 0.756 0.698 0.650 0.596 0.548 0.518 0.484 0.438 0.414 0.311 0.238 0.180 0.148 0.123 0.105 0.078 0.057 0.046 0.036

2、高通滤波器 其电路图如下:

其中R1=R2=R=10K,C1=C2=0.01uF,Ro=0.8R=8K 高通的传递函数为H(s)?Kps22s2???0s??0,H(j?)?Kp?2??2??220???????0,

2Kp?Kf?1?R0;R?0?1;R1R2C1C2??0?1R2?11?1?Kf???CC???RC2?11?1带入数值后,Kp=1.8,

W=0时H(j?)=0;w<4800rad/s时H(j?)增加;w趋近于无穷时, H(j?)保持不变。

对于不同的α,滤波器的幅频特性也不相同