1、 集成運(yùn)放的綜合應(yīng)用一、預(yù)習(xí)要求二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康娜?shí)驗(yàn)原理四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容五、報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)六 有源濾波器的設(shè)計(jì)1. 復(fù)習(xí)有關(guān)低通濾波、高通濾波和帶通、帶阻濾波器原理。2. 了解集成運(yùn)放構(gòu)成有源濾波器的應(yīng)用電路。一、預(yù)習(xí)要求1. 熟悉由運(yùn)放、電阻和電容組成有源低通濾波、高通濾波和帶通、帶阻濾波器。2. 掌握有源濾波器的幅頻特性測(cè)量及性能分析。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?集成運(yùn)算放大器與RC元件組合可以構(gòu)成RC有源濾波器，讓一定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)通過(guò)，抑制或急劇衰減此頻率范圍以外的信號(hào)。 根據(jù)對(duì)頻率范圍的選擇不同分為： 低通(LPF) 高通(HPF) 帶通(BPF) 帶阻(BEF)三、實(shí)驗(yàn)原理 低通 高通 帶通 帶阻

2、四種 濾波 電路 幅頻 特性 如圖 所示：三、實(shí)驗(yàn)原理（b）高通(a）低通（d）帶阻 (c) 帶通1.低通濾波器（LPF） 低通濾波器通過(guò)低頻信號(hào)，衰減或抑制高頻信號(hào)。三、實(shí)驗(yàn)原理 典型的二階有源低通濾波器由兩級(jí)RC濾波環(huán)節(jié)與同相比例運(yùn)算電路組成，其中第一級(jí)電容C接至輸出端，引入適量的正反饋，以改善幅頻特性。1. 低通濾波器（LPF）通帶增益:品質(zhì)因數(shù)：影響低通濾波器在 處的幅頻特性 三、實(shí)驗(yàn)原理主要性能參數(shù)：截止頻率：濾波器通帶與阻帶的界限頻率 通過(guò)高頻信號(hào)，衰減或抑制低頻信號(hào)。 低通濾波電路中起濾波作用的電阻、電容互換可變成二階有源高通濾波器，電路如圖所示:三、實(shí)驗(yàn)原理2. 高通濾波器（H

3、PF）低通高通20K20K2. 高通濾波器（HPF）主要性能參數(shù)：AuP、fO、Q 各量的函義同二階低通濾波器三、實(shí)驗(yàn)原理高通濾波電路和幅頻特性如圖所示:20k20k 帶通濾波器只允許在某一個(gè)通頻帶范圍內(nèi)的信號(hào)通過(guò)，而比通頻帶下限頻率低和比上限頻率高的信號(hào)均加以衰減或抑制。 典型的帶通濾波器可以從二階低通濾波器中將其中一級(jí)改成高通而成。三、實(shí)驗(yàn)原理3. 帶通濾波器（BPF） 電路和幅頻特性如圖所示：三、實(shí)驗(yàn)原理3. 帶通濾波器（BPF）主要性能參數(shù)三、實(shí)驗(yàn)原理3. 帶通濾波器（BPF）通帶增益通帶寬度中心頻率選 擇 性 特點(diǎn)：改變Rf和R4比例可改變頻寬而不影響中心頻率 三、實(shí)驗(yàn)原理 帶阻濾波

4、器性能和帶通濾波器相反，在規(guī)定的頻帶內(nèi)，信號(hào)不能通過(guò)（或受到很大衰減或抑制），而在其余頻率范圍，信號(hào)則能順利通過(guò)。 在雙T網(wǎng)絡(luò)后加一級(jí)同相比例運(yùn)算電路就構(gòu)成了基本的二階有源BEF。4.帶阻濾波器（BEF）三、實(shí)驗(yàn)原理主要性能參數(shù)：4.帶阻濾波器（BEF）通帶增益:B2（2Aup）f0 中心頻率:選擇性: 通帶寬度:帶阻濾波電路的幅頻特性曲線四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1. 二階有源低通濾波器幅頻特性測(cè)試2. 二階高通濾波器幅頻特性測(cè)試3. 帶通濾波器和帶阻濾波器頻率特性測(cè)試 (選做）四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1. 二階有源低通濾波器幅頻特性測(cè)試（1）按圖連接實(shí)驗(yàn)電路U0UIR15.1KRF 5.1KRW 10K+12V

5、12V+- C 0.01F0.01F C20KR 20K+-2315467四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 U0UIR15.1KRF 5.1KRW 10K+12V12V+- C 0.01F0.01F C20KR 20K+-調(diào)零 （2）低通特性的測(cè)試：四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 接通電源加入信號(hào)改變頻率觀察輸出判斷低通12V電源輸入正弦信號(hào)，幅度Ui=1V在截止頻率f0附近變化用示波器或交流電壓表觀察輸出電壓幅度變化輸出電壓幅度變化是否具備低通特性，是進(jìn)行第2步；否檢測(cè)電路，排除故障 粗測(cè)f (Hz)U0(V)U0/Ui（2）低通特性的測(cè)試：四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 測(cè)量頻點(diǎn)應(yīng)大于10個(gè)，并特別注意觀測(cè)截止頻率點(diǎn)。 以頻率的對(duì)數(shù)為橫坐標(biāo)，電

6、壓增益的分貝數(shù)20lgU0/UI為縱坐標(biāo)，由所測(cè)結(jié)果描繪低通濾波器的幅頻特性曲線。細(xì)測(cè)：選擇正弦信號(hào)Ui幅度（保證輸出波形不失真）：改變頻率，測(cè)輸出Uo（保證Ui幅度不變）：記錄數(shù)據(jù)，填入表格，描繪幅頻特性曲線 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，測(cè)試頻率特性: （1）粗測(cè)：輸入U(xiǎn)i1V正弦波信號(hào)，在濾波器截止頻率附近改變輸入信號(hào)頻率，觀察電路是否具備高通特性。 （2）逐點(diǎn)測(cè)繪高通濾波器的幅頻特性曲線，記入表中。 f (Hz)U0(V)U0/Ui四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 2. 二階高通濾波器幅頻特性測(cè)試 設(shè)計(jì)帶通和帶阻濾波器實(shí)驗(yàn)電路分別測(cè)試，記錄數(shù)據(jù)。 (1) 實(shí)測(cè)電路的中心頻率fO ； (2) 以實(shí)測(cè)中心頻率為中心，測(cè)繪電路的幅頻特性。 f (Hz)U0(V)U0/Ui四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 3. 帶通濾