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1、实验八 RC有源滤波器 实验目的 学习运算放大器在信号处理方面的应用 掌握RC有源滤波器的快速设计方法 1.8.2 RC有源滤波器的快速设计方法 一、滤波器的传输特性 根据频率范围可分为低通、高通、带通和带阻四种滤波器。,图1 滤波器的幅频特性,二、有源滤波器设计的一般考虑 理想的滤波器应在要求的频带内具有均匀而稳定的增益，在通带外则具有无穷大的衰减。实际滤波器不可能达到这种性能，只能采用各种函数来逼近理想滤波器的频率特性。用运放和RC网络组成的有源滤波器具有许多独特的优点，本节就介绍这种滤波器的快速设计方法。关于滤波器类型的选择 常用的类型有：一、二阶滤波电路、无限增益多环反馈型、压控电压源
2、型。级数选择 一阶滤波器可获得-6dB每倍频程（-20dB每十倍频程）的衰减；二阶滤波器可获得-12dB每倍频程（-40dB每十倍频程）的,衰减。多级滤波器串接时传输函数总特性的阶数等于各级阶数之和。若要获得-mdB每倍频程的衰减，则阶数n应满足nm/6。对运放的要求 开环增益在80dB以上，单位增益带宽BWG（23）AFfH，fH是工作频率的上限，AF是滤波通带的传输系数。如果滤波器的输入信号很小，则选低漂移运放；对于超低频RC网络中电阻很大时，应选低漂移高输入阻抗的运放。元器件的选择 一般设计时是给定截止频率fc、带内增益AV以及品质因数Q。对RC网络是先根据频率范围选定电容，再计算电阻。
3、参见表1。,表1 滤波器工作频率与电容取值的对应关系,F（110）Hz（10102）Hz（102103）Hz（110）kHz（10102）kHz（102103）kHzC（2010)F（100.1)F(10.1)F(104103)pF(103102)pF(10210)p,表中所标的频率，对低通滤波器是上限频率，对高通滤波器是下限频率，对带通滤波器和带阻滤波器是中心频率。,图4.5.2 二阶RC有源低通滤波器,(a)压控电压源电路（VCVS),(b)无限增益多路反馈电路(MFB),三、滤波器的快速设计方法 快速设计是通过查表的方式来确定滤波器电路的组成及元件参数。,在设计滤波器时，通常给定的性能指
4、标有截止频率fc或截止角频率c，带内增益AV，以及滤波器的品质因数Q。对于二阶低通滤波器，通常取Q=0.707。,已知条件 响应特性（巴特沃斯或切比雪夫）、电路形式（VCVS或MFB）、类型（低通、高通、带通、带阻）、性能参数（fc、AV、Q或BW),图4.5.3 幅频特性与Q的关系,设计步骤 根据截止频率fc从表1中选定电容C的标称值，计算参数 K:,通常使 1K10 从设计表中查出与AV对应的电容值及K1时的电阻值。再将这些电阻值乘以参数K、得电阻的设计值。,例 设计一个二阶压控电压源低通滤波器，要求截止频率fc=2kHz,增益AV=2。解：电路如图，运放为741。由fc=2kHz 查表取
5、C=0.01F。,查表得AV=2 时，C1=C=0.01F；K=1时，R1=1.126k,R2=2.250k,R3=6.752k,R4=6.752k.,将以上电阻值乘以K=5 得：R1=5.63k,R2=11.25k,R3=R4=33.76k,1.8.3 预习要求 1.RC滤波器的种类和特性。2.RC滤波器的电路组成和工作原理。1.8.4 实验仪器和设备 模拟电路实验箱一个（自带电源），双踪示波器一台，万用表一只。1.8.5 实验内容及步骤 一、设计任务 使用运放设计一个截止频率为fc、带内增益为AV、品质因数为Q的压控电压源型二阶有源滤波器。（具体参数值由实验指导教师给定）。,二、搭接电路验证所设计电路的功能，用描点法测绘频率特性曲线，测出截止频率为fc和带内增益为AV。三、撰写设计报告（含详细设计过程、实验结果、器材清单）。四、现场演示、检验，回答问题。1.8.6 实验报告的要求 提交设计报告。,各班设计的具体参数要求,实验箱上可选用元件,数字电路实验七 5分频器的设计的具体要求,输入,1班的输出要求,2班的输出要求,2班的输出要求,
