二阶带通滤波电路模拟实验报告

基于multisim的二阶滤波器仿真设计实验报
告
本报告主要就基于multisim的二阶滤波器的仿真设计进行介绍
和说明，目的是为了解决模拟信号中的信号干扰以及抑制或突出某些
频率分量的问题。

仿真设计是基于Multisim软件来实现的，Multisim是一款由National Instruments 公司开发的电子工程专业虚拟仿真软件，用于
模拟数字电子系统、模拟电子系统及系统仿真，主要有以下步骤：第一步，选择芯片，我们选择的芯片是OP-07，这款芯片是带有
两个引脚的运算放大器，并且可以构成有效带通滤波器场景；
第二步，接下来我们可以将这些芯片组合起来，来组成不同类型
的二阶滤波器；
第三步，最后通过计算来设计滤波器各个参数，比如滤波器阶跃
响应函数，模拟电路来进行计算，利用电路原理来实现参数的计算；
最后，在仿真的环节，我们可以通过Multisim来完成仿真，最
后输出仿真结果：仿真设计的滤波器响应以及滤波器的波形形状。

从以上实验可以得出的结论是，使用Multisim可以非常轻松的
设计模拟电路，设计二阶滤波器，并用它来仿真，了解滤波器的性能。

二阶电路响应的仿真实验报告一、实验目的本次实验旨在通过仿真实验的方式，探究二阶电路响应的特性，并且了解其在不同频率下的响应情况。

二、实验原理1. 二阶电路的基本概念二阶电路是指带有两个存储元件（电容或电感）的电路，其具有更加复杂的响应特性。

其中，常见的二阶电路包括二阶低通滤波器、二阶高通滤波器以及二阶带通滤波器等。

2. 二阶低通滤波器的特性在二阶低通滤波器中，当输入信号频率很低时，输出信号基本上不会受到影响；而当输入信号频率逐渐升高时，输出信号将会逐渐减小。

当输入信号频率等于截止频率时，输出信号将会下降3dB；而当输入信号频率继续升高时，输出信号将会更加明显地下降。

3. 仿真实验步骤（1）构建一个RC电路，并且设置初始条件和参数值；（2）绘制RC电路的幅度-频率响应曲线；（3）绘制RC电路的相位-频率响应曲线；（4）分析幅度-频率响应曲线和相位-频率响应曲线的特点。

三、实验步骤1. 构建RC电路在Multisim软件中，选择“模拟”选项卡，然后选择“Passive”选项卡，接着选择“R”和“C”元件，并且将它们连接起来。

最终得到的电路图如下所示：2. 设置初始条件和参数值在Multisim软件中，点击“仿真设置”按钮，在弹出的对话框中，将仿真类型设置为“AC Analysis”，并且设置频率范围为1Hz~10MHz。

接着，设置电容C1的值为0.01μF，电阻R1的值为10kΩ。

3. 绘制RC电路的幅度-频率响应曲线在Multisim软件中，点击“仪表”选项卡，并且选择“AC Analysis”仪表。

接着，在弹出的对话框中，将X轴设置为“Frequency”，将Y轴设置为“Magnitude(dB)”，并且勾选上“Decibel Scale”。

最终得到的幅度-频率响应曲线如下图所示：4. 绘制RC电路的相位-频率响应曲线在Multisim软件中，点击“仪表”选项卡，并且选择“AC Analysis”仪表。

二阶电路的研究实验报告二阶电路的研究实验报告引言：电路是电子学的基础，而二阶电路则是电子学中的重要组成部分。

本次实验旨在研究二阶电路的特性和性能，通过实验数据的收集与分析，深入了解二阶电路的工作原理和应用。

实验目的：1. 了解二阶电路的基本原理和特性；2. 学习使用示波器和信号发生器等实验仪器；3. 掌握二阶电路的参数测量方法。

实验原理：二阶电路是指由电感、电容和电阻组成的电路，其具有两个极点和一个零点。

在实验中，我们将研究二阶低通滤波器和二阶带通滤波器。

实验步骤：1. 搭建二阶低通滤波器电路，连接示波器和信号发生器；2. 调节信号发生器的频率，观察示波器上输出波形的变化；3. 测量不同频率下的输出电压和输入电压，记录数据；4. 重复以上步骤，搭建二阶带通滤波器电路，进行相应的实验。

实验结果与分析：通过实验数据的收集与分析，我们得出以下结论：1. 二阶低通滤波器：当输入信号频率逐渐增大时，输出信号的幅度逐渐减小，且相位滞后；2. 二阶带通滤波器：当输入信号频率在一定范围内时，输出信号的幅度较大，且相位基本不变；3. 随着频率的增加，二阶电路的幅频特性曲线呈现出特定的形状，即低通滤波器的幅频特性曲线为递减曲线，带通滤波器的幅频特性曲线为带状曲线。

实验讨论：在实验过程中，我们还发现了一些问题和现象：1. 实际电路中的元器件存在一定的误差，会导致实验结果与理论值存在一定差异；2. 信号发生器的频率范围可能有限，无法覆盖所有频率；3. 电路中的噪声和干扰会对实验结果产生影响，需要进行适当的抑制和滤波。

实验总结：通过本次实验，我们深入了解了二阶电路的原理和特性，掌握了相关的实验技巧和仪器使用方法。

同时，我们也发现了实验中存在的问题和不足之处，为今后的实验研究提供了一定的启示。

结论：二阶电路是电子学中重要的研究对象，其具有独特的特性和应用。

通过实验，我们对二阶低通滤波器和二阶带通滤波器的工作原理和性能有了更深入的了解。

XXX大学课程设计报告课程名称：模拟电子电路课程设计设计题目：300Hz~3KHz带通滤波电路院（部）：专业：学生姓名:学号:指导教师:第一章一、引言测量和分析工程信号时，往往只需对特定频率或者特定频率范围的信号进行测量和分析，但在实际工程信号中，往往包含各种各样的干扰信号或者说是人们不感兴趣的信号。

为了消除这些信号所产生的不良影响，人们最先想到的就是利用一个理想的滤波器，将这些干扰信号全部剔除。

本文将以二阶有源带通滤波器为例熟悉滤波的原理并掌握其相关的应用。

二、滤波器的简介1滤波器是一种只传输指定频段信号，抑制其它频段信号的电路。

滤波器分为无源滤波器与有源滤波器两种：1.1无源滤波器:由电感L、电容C及电阻R等无源元件组成1.2有源滤波器:一般由集成运放与RC网络构成，它具有体积小、性能稳定等优点，同时，由于集成运放的增益和输入阻抗都很高，输出阻抗很低，故有源滤波器还兼有放大与缓冲作用。

利用有源滤波器可以突出有用频率的信号，衰减无用频率的信号，抑制干扰和噪声，以达到提高信噪比或选频的目的，因而有源滤波器被广泛应用于通信、测量及控制技术中的小信号处理。

2.从功能来上有源滤波器分为：低通滤波器（LPF）、高通滤波器（HPF）、带通滤波器（BPF）、带阻滤波器（BEF）、全通滤波器（APF）。

其中前四种滤波器间互有联系，LPF与HPF间互为对偶关系。

当LPF 的通带截止频率高于HPF的通带截止频率时，将LPF与HPF相串联，就构成了BPF，而LPF与HPF并联，就构成BEF。

在实用电子电路中，还可能同时采用几种不同型式的滤波电路。

滤波电路的主要性能指标有通带电压放大倍数AVP、通带截止频率fP及阻尼系数Q等。

三、主要设计要求利用Multisim仿真平台试设计一有源带通滤波器，要求为能低于300Hz和高于3KHz的信号，整个带通增益为8dB,在30Hz和300KHz处幅频衰减应不小于26dB。

1.画出电路图，说明工作原理，写明电路参数及计算过程2.进行电路仿真，仿真结果要求为带通滤波器的幅频和相频特性3.在Multisim中，在电路输入端输入一正弦信号，幅值不变，改变频率，利用示波器观察输入输出波形，做出波特图。

课程设计说明书课程设计名称：模拟电子技术基础课程设计题目：二阶带通滤波器的设计学院名称：信息工程学院专业：通信工程班级：学号：姓名：评分：教师：李忠民 20 13 年 3 月 15 日模拟电路课程设计任务书20 12 －20 13 学年第 2学期第 1 周－ 3 周题目二阶带通滤波器的设计内容及要求①分别用压控电压源和无限增益多路反馈二种方法设计电路；②中心频率fO=1KHz；③增益AV＝2；④品质因数Q＝10。

注：可使用实验室电源。

进度安排第1周周一至第1周周五：查资料，完成原理图设计及仿真；第2周周一至第2周周四：完成系统的制作、调试；第2周周五：设计结果检查；第3周：撰写设计报告。

学生姓名：指导时间周二、周三、周四指导地点：E 楼 311室任务下达2013 年 2 月 25 日任务完成2013 年 3 月 15日考核方式 1.评阅□√ 2.答辩□√ 3.实际操作□√ 4.其它□指导教师李忠民陈光系（部）主任付崇芳注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。

2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。

带通滤波器，是有选择性传输特定频率范围内信号的电路称为滤波器，其功能是：允许规定频率范围内的有用信号通过，不允许规定之外的干扰信号通过。

本文重点介绍了带通滤波器工作原理以及设计方法。

介绍了高低通滤波器的工作原理。

设计了一个由高通滤波电路和低通滤波电路级联而组成的带通滤波，给出了系统的电路设计方法以及主要模块的原理分析。

实验结果表明，该滤波器具良好的滤波效果以及运行稳定可靠等优点。

关键词：带通滤波器参数设计稳定可靠前言 (1)第一章设计内容及要求…………………………………………………………………1.1设计内容……………………………………………………………………………………1.2设计要求……………………………………………………………………………………. 第二章设计方案的选择………………………………………………………………………2.1方案一……………………………………………………………………………………2.2方案二……………………………………………………………………………………. 第三章系统的组成及工作原理…………………………………………………………….3.1系统的组成………………………………………………………………………………3.2低通滤波器电路…………………………………………………………………………3.3高通滤波器电路…………………………………………………………………………3.4工作原理…………………………………………………………………………………. 第四章电路设计、仿真调试…………………………………………………………………4.1电路设计…………………………………………………………………………………4.1.1二阶压控电压源带通滤波器设计………………………………………………4.1.2二阶无限增益多路负反馈带通滤波器电路…………………………………….4.2仿真调试…………………………………………………………………………………第五章实验、调试及测试结果与分析………………………………………………………5.1实验步骤………………………………………………………………………………..5.2数据记录…………………………………………………………………………………5.3实验分析…………………………………………………………………………………第六章实验结论与体会………………………………………………………………………第七章参考文献………………………………………………………………………………第八章附录……………………………………………………………………………………8.1 附录1……………………………………………………………………………………8.2 附录2……………………………………………………………………………………8.3 附录3……………………………………………………………………………………前言近几年随着冶金、化工、纺织机构等工业使用的各种非线性用电设备而产生的大量的高次谐波，已导致电网上网正常波形发生严重畸变，影响到供电系统的电能质量和用户用电设备的安全经济运行。

本科实验报告课程名称：信号与系统实验项目：二阶滤波器实验地点：学院楼信号与系统实验室专业班级：电信1201 学号：2012001 学生姓名：指导教师：李艳萍一、实验目的：1、了解有源和无源滤波器的种类、基本结构及其特性。

2、对比并研究无源滤波器和有源滤波器的滤波特性。

二、原理说明：1、滤波器的作用是对输入信号的频率具有选择性。

滤波器的种类很多，但 总的来说，可分为两大类，即经典滤波器和现代滤波器。

经典滤波器可 分为四种，即低通（LP ）、高通（HP ）、带通（BF ）、带阻（BS ）滤波器。

下面给出了四种滤波器的理想频率响应。

（a ）低通滤波器 （b ）高通滤波器(c)带通滤波器 (d)带阻滤波器图4-1 四种滤波器的理想幅频特性2 滤波器可认为是一个二端网络，可用图4-2的模型来描述。

其幅频特性和相频特性可由下式反映：H （j ω）=U2/U1=A(ω)∠θ(ω) H （j ω）为网络函数，又称为传递函数。

图4-2 滤波器Au通带 阻带Au阻带 通带Au阻带 通带 阻带Au通带 阻带 通带滤波器U1 U2三、实验步骤及内容：1 用实验导线按图4-3构造滤波器：（a ）无源低通滤波器 （b ）有源低通滤波器（c ）无源高通滤波器 （d ）有源高通滤波器（e ）无源带通滤波器 （f ）有源带通滤波器U1 U2 1k 1k0.01μF0.01μFU20.01uF1k2 36-+U11k0.01uF U1U20.01μF 0.01μF1k 1k U12 36-+U20.01μF 0.01μF1k1k1k0.01uF0.01uF1k U1U20.01uF0.01uF10k1k10k2 361k-+U1U20.01uF0.01uF0.022uF 5101k1k U2U10.01uF0.01uF 5100.022uF1k1k 2 36U2U1 +-（g）无源带阻滤波器（h）有源带阻滤波器图4-3 各种滤波器的实验电路图2、测试各无源和有源滤波器的幅频特性：例1：测试RC无源低通滤波器的幅频特性。

二阶带通滤波器的设计报告一、引言带通滤波器是一种能够通过特定频率范围内的信号，而抑制其他频率信号的电子滤波器。

二阶带通滤波器是一种常用的滤波器类型，具有较好的滤波效果和相对简单的电路结构。

本文将介绍二阶带通滤波器的设计方法与实现过程。

二、二阶带通滤波器的原理三、二阶带通滤波器的设计步骤1.确定滤波器的通带中心频率：根据具体应用需求，确定滤波器需要通过的频率范围，并取其中心频率为设计目标。

2.确定通带增益：根据应用需求，确定滤波器在通带范围内需要增益的大小。

3.计算滤波器的品质因子：品质因子（Q值）是评价滤波器带宽与衰减特性的重要参数。

根据设计要求和公式，计算出所需的Q值。

4.确定滤波器的截止频率：根据所需的通带带宽和中心频率，计算出滤波器的上下截止频率。

5.设计滤波器的电路结构：根据已知的截止频率、Q值和增益，选择适合的电路结构实现二阶带通滤波器。

6.计算滤波器的元件数值：根据所选电路结构和设计参数，计算出各个元件的数值。

7.绘制滤波器的电路原理图：将计算出的元件数值和电路结构绘制为电路原理图。

8.仿真与验证：使用电子仿真软件对滤波器的性能进行仿真与验证。

9.实际实现：根据电路原理图，选择适合的元器件进行实际的电路实现。

10.测试与调整：使用测试仪器对实际实现的滤波器进行测试，并根据测试结果进行调整，以达到设计要求。

四、实例以设计一个中心频率为1kHz，通带增益为10dB，通带带宽为500Hz的二阶带通滤波器为例进行说明。

1.确定滤波器的通带中心频率为1kHz。

2.确定通带增益为10dB。

3. 计算滤波器的品质因子。

根据公式Q=fc/BW，其中fc为中心频率，BW为通带带宽，计算得到Q=24.确定滤波器的截止频率。

根据中心频率和通带带宽，可以计算出滤波器的上下截止频率为900Hz和1100Hz。

5. 选择适合的电路结构。

本例选择经典的Sallen-Key滤波器结构进行设计。

6.计算滤波器的元件数值。

二阶有源滤波器设计实验报告
实验目的
本实验旨在设计一个二阶有源滤波器，来缓冲它接收到的模拟信号，从而实现滤掉信
号中较高频成分。

并通过特定谐波衰减来实现幅度音量调节。

实验内容
本实验分为2个部分。

首先，设计一个二阶有源滤波器，并在电路模拟器中进行模拟。

其次，利用仿真结果调参，达到滤波器的谐波衰减要求。

实验原理
二阶有源滤波器是利用两个放大器阶段，一个RC网络和滤波电路设计的。

它由高通
滤波器和低通滤波器组成，可以对有限模拟信号进行滤波和幅度音量调节。

实验工具准备
本次实验使用的仪器主要有：模拟电路调试器、数字多用途万用表、万孔测试插座等。

实验结果
在实验中得到的结果是，二阶有源滤波器输出的模拟滤波信号与输入信号的形式基本
相同，但是谐波衰减情况明显改善，衰减幅度为27db，达到了预期设计要求。

实验结论
本次实验成功运用电路模拟器模拟了二阶有源滤波器的工作原理，并且达到了滤波效
果的预期要求。

本实验的结果有助于理解二阶有源滤波器的工作原理，掌握该滤波器的应
用原理，为更复杂滤波器的设计规划打下基础。

二阶电路的实验报告二阶电路的实验报告引言：二阶电路是电子工程中的重要内容之一，它在信号处理、滤波和控制系统中起着关键作用。

本实验旨在通过搭建和测试一个二阶电路，探索其特性和性能。

实验目的：1. 了解二阶电路的基本原理和结构。

2. 掌握搭建二阶电路的方法和技巧。

3. 测试二阶电路的频率响应和幅频特性。

4. 分析二阶电路的稳定性和相位特性。

实验器材：1. 函数发生器2. 双踪示波器3. 电阻、电容、电感等元件4. 电路连接线实验步骤：1. 搭建一个二阶低通滤波器电路。

根据实验要求，选择合适的电阻、电容和电感元件，并按照电路图连接。

2. 将函数发生器的输出信号接入二阶电路的输入端，调节函数发生器的频率，并记录输出信号的波形和幅度。

3. 使用示波器测量电路的频率响应曲线。

在一定范围内改变函数发生器的频率，记录输入信号和输出信号的幅度和相位差。

绘制频率响应曲线。

4. 分析滤波器的幅频特性。

根据实验数据，计算并绘制滤波器的幅频特性曲线，观察截止频率和滚降特性。

5. 测试滤波器的稳定性。

改变电路中的元件值，观察滤波器的稳定性变化，分析其原因。

6. 测试滤波器的相位特性。

使用示波器测量输入信号和输出信号的相位差，绘制相位频率曲线。

实验结果与分析：通过实验，我们得到了二阶低通滤波器的频率响应曲线。

从曲线上可以看出，滤波器在低频段具有较高的增益，随着频率的增加，增益逐渐下降。

在截止频率附近，滤波器的增益下降速度较快，形成了一个陡峭的滚降区域。

这说明二阶低通滤波器可以有效地滤除高频噪声信号。

在改变电路中的元件值时，我们观察到滤波器的稳定性发生了变化。

当电容或电感值较大时，滤波器的稳定性较好，输出信号的波形较为稳定。

而当电容或电感值较小时，滤波器容易产生振荡，输出信号的波形不稳定。

这说明电路的元件值对滤波器的稳定性有重要影响，需要合理选择元件值以确保滤波器的正常工作。

通过测量输入信号和输出信号的相位差，我们得到了滤波器的相位频率曲线。

低频实训课程总结题目：二阶带通有源滤波器学院：xxxx专业：xxxx学号：xxxx姓名： xxx指导教师： xxxXxxx年 xx 月<<低频电子线路实训>>课程总结专业：xxxx 学号：xxxx 姓名：xxx 一、设计电路原理图及工作原理32674+12V74112J21 2J139KR112KR2R424KR524K123J3C210nFC110nFR313KR323K图1设计电路原理图工作原理：由RC元件与运算放大器组成的滤波器称为RC有源滤波器，其功能是让一定频率范围内的信号通过，抑制或急剧衰减此频率范围以外的信号。

低通滤波器是用来通过低频信号，衰减或抑制高频信号，二、电路仿真及结果1、仿真软件简要介绍Multisim是Interactive Image Technologies (Electronics Workbench)公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。

它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力2、仿真电路图图2 仿真电路图3、仿真内容和结果1、测量零点漂移。

将万用表XMM1设置为直流DC ，截图并记录万用表XMM1的 输出端直流电压值V os ，即零点漂移大小。

如图所示：：2、寻找输出电压最大值。

调节信号源XFG1频率为 1.8f kHz =，幅度为500i V mVpp =，增大或减小信号的频率，使输出电压为最大值（从XMM1读数可知），此时信号源XFG1的频率为滤波器的中心频率oo f 。

截图并记下此时XMM1的读数，即为输出电压最大值max o V ，再截图并记下此时XMM2的值，即输入电压i V ，可计算增益max u o i A V V =。

输出电压最大值max o V 为：输入电压i V 为：增益max u o i A V V =1.993、测量上限频率H f 和下限频率L f 。

二阶带通滤波器设计报告
摘要：有选择性传输特定频率范围内信号的电路称为滤波电路（或滤波器），其功能是：允许规定频率范围内的有用信号通过，不允许规定频率范围之外的的无用信号（干扰信号）通过。

目前，滤波器被广泛地用在通信、广播、雷达以及许多仪器和设备中。

滤波器的应用频率范围极宽，有适用于低到零点几赫的滤波器，也有高到微波波段的滤波器。

根据滤波频率的中心频率和其他要求的不同，滤波器中采用各种谐振元件，电感、电容是最常用的谐振元件。

关键词：滤波器 带通 巴特沃斯 压控
一 有源带通滤波器电路组成原理：
由低通滤波器和高通滤波器串联连接组成，而低通滤波电路的截止频率fp1应高于高通滤波器的截止频率fp2,其通频带为（fp1-fp2）,带通滤波电路组成框图如下: U o U o U
二 二阶带通滤波器电路（VCVS ）图
三 二阶带通滤波器参数设置方法
由二阶带通滤波器的设计表其性能参数有：中心角频率ω或f0,0ω对应的增益v A ；带宽BW=l h ωω- 或BW=Fh-Fl,其中h ω称为上截止角频率， 称为下截止角频率；品质因素
Q= 0ω/ BW 或Q= 0ω/ B ，Q 值越高，滤波器的选择性越好，衰减速率越高，但Q 值也
不能太高，否则会使电路难以调整，一般取Q <=10较好。

如果要求带宽的范围很宽，则可
采用一级二阶高通滤波器与一级二阶低通滤波器相级联的方法，这时滤波器阻带的衰减速率为-40dB 10倍频程，滤波器的带宽由两个滤波器的截止频率所决定。

参考文献：
谢自美．电子线路设计•实验•测试•华中科技大学出版社
刘祖刚．模拟电路分析与设计基础•机械工业出版社。

课程实验报告课设名称：二阶带通滤波器课设组别: 14组小组成员;: 张远征、罗雨琦、刘金萌目录第一章:课程设计名称及要求......................1)课程设计名称及要求第二章:实验原理图及方案的选择.......................1)电路原理框图2)方案一3)方案二第三章:硬件设计及仿真调试..........................1)电路设计a)方案确定及总体电路图b)电路的参数计算机元器件的选择2)仿真调试第四章:电路焊接及调试......................1)实验焊接及调试过程2)实验问题及解决方法3)实验数据测量结果第五章：实验结论及体会...............................第一章1. 实验名称及要求：设计一个二阶压控电压源贷通滤波器，性能指标、；中心频率fo=1kHz,增益Af=2，品质因数Q=10第二章1. 电图原理图2.方案一本方案电路分为两部分，即由R1和C1组成一个低通滤波器，再由R2和C2组成一个高通滤波器，R3引入正反馈，实现输出电压对电压放大倍数的控制，即为压控式带通滤波器。

再根据低通截止频率和 高通截止频率来确定各R 和C 的值。

3.方案二本方案设计原理同样是有一个低通滤波器串联一个高通滤波器组成的，但是无限增益，多路负反馈电路通过改变Rf 的连接，改善fo 附近的频率特性，实现多路反馈效果。

低通滤波器高通滤波器第三章1.方案确定及电路图根据课本确定方案一，具体电路图如下图所示2.电路参数确定及元器件选定a)参数确定：◆根据要求fo=1KHz, Q=10,由公式Bw=fo/Q可知带通滤波器的带宽为100Hz，也就是滤波器的带宽在950Hz—1050Hz，根据前边的设计所以低通滤波器的通带截止频率fp2=1050Hz，高通滤波器的带通截止频率fp1=950Hz。

◆通常选取c1=c2,可知同相比例运算电路的比例系数:Auf=1+Rf/R◆fo=1/2πRC，Q=1/3-Auf，通带的放大倍数Aup=Auf/(3-Auf)=QAuf◆根据幅频特性曲线，Q值越大，通频带越窄，选频特性越好。

二阶有源带通滤波器的研究所属课程：模拟电子技术基础班级：姓名：学号：日期：一、 实验目的1、熟悉由运放、电阻和电容组成的二阶有源带通滤波器及其特性，并运用理论知识计算满足一定设计要求所需的元件参数； 2、 学会测量二阶有源带通滤波器的幅频特性及找出其截止频率点；3、进一步学习和提高焊板技术，掌握软件multisim 仿真和硬件检测电路的基本方法。

二、 设计任务及要求1、由二阶有源低通滤波器和二阶有源高通滤波器组成二阶有源带通滤波器 技术指标：单运放增益586.1==VF O A A Q=0.707通带增益515.22≈=VF V A A下限频率Hz f L 300= 上限频率kHz f H 4.3=，误差允许范围20% 2、设计二阶有源带通滤波器电路，计算电路元件参数，并进行仿真3、焊好硬件电路，测量技术指标参数，测量滤波器的截止频率三、 实验原理电路原理图该带通滤波器由二阶有源低通滤波器和二阶有源高通滤波器组成，前级为低通，后级为高通。

1、前级：二阶有源低通滤波器传递函数：222)(cccO s Qs A s A ωωω++= 其中：VFc A Q RC-==311ω低通电路决定了本实验带通滤波器的上限频率H f ，要求kHz f cH 4.32==πω，取C 1=C 2=1000pF 可求得：R 3=46.8k, 取47k, R 3=R 1||R 2, 取R 1=110k, 取R 2=82k （R 1、R 2为分压器，可使通带增益为0dB 。

）取Q=0.707，则A VF =1.586 取R 5=39k R 4=68k2、后级：二阶有源高通滤波器传递函数：222)(ccO s Qs s A s A ωω++= 其中：VFc A Q RC-==3ω高通电路决定了本实验带通滤波器的下限频率L f ，要求Hz f cL 3002==πω，取C 1=C 2=0.1uF 可求得：R 6= R 7=5.31k, 取5.1k 取Q=0.707，则A VF =1.586 取R 8=47k R 9=82k四、 实验内容及步骤1、 软件仿真输入信号：正弦信号Vipp=2V f=1kHz 幅频特性曲线：下限频率：y1= - 3.0899dB ，Hz f L 54.298≈，在误差允许范围内 上限频率：y2= - 2.9588dB ，kHz f H 48.3≈，在误差允许范围内 相频特性曲线：2、 硬件测试○1按电路原理图正确连接电路，注意正负双电源的连接，千万别接反。

带通滤波器实验报告一、设计目标采用通用运放LM324设计一个二阶有源带通滤波器电路。

带通滤波器是指能通过某一频率范围内的频率分量、但将其他范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器。

二、工作原理一个理想的滤波器应该有一个完全平坦的通带，例如在通带内没有增益或者衰减，并且在通带之外所有频率都被完全衰减掉，另外，通带外的转换在极小的频率范围完成。

实际上，并不存在理想的带通滤波器。

滤波器并不能够将期望频率范围外的所有频率完全衰减掉，尤其是在所要的通带外还有一个被衰减但是没有被隔离的范围。

这通常称为滤波器的滚降现象，并且使用每十倍频的衰减幅度dB来表示。

三、技术要求1、中心频率处电压增益：1.02、中心频率：2KHz3、频带宽度：1.60—2.40KHz4、输入信号电压：正弦波有效值Ui≤100mV5、电源电压：±12V范围内可任选。

四、实验电路图五.实验multisim仿真及测量步骤实验波特图由上图可知实验电路图满足设计要求中心频率为2KHz,截止频率分别为1.635KHz、2.421KHz,基本符合设计要求。

测量方法及步骤根据电路图连接好电路，直流稳压电源调至±5V，调节函数发生器输入电压为50mV，通过改变函数发生器的输入频率观察交流毫伏表的变化。

所测数据如下：频率电压2KHz 50mV1.64KHz 35mV2.44KHz 35mV由所测数据可知，中心频率为2KHz,频带宽度为1.64—2.44KHz，与设计要求基本一致，试验成功。

六、元件清单及所用仪器面包板一个运算放大器 LM324N 一个电容 4.7μF 一个10nF 两个电阻 40KΩ一个20KΩ一个1.72KΩ一个715Ω一个实验仪器：函数发生器，直流稳压电源，交流毫伏表。

湖南人文科技学院毕业设计二阶RC有源滤波器的设计报告滤波器是一种能够使有用频率信号通过，而同时抑制（或衰减）无用频率信号的电子电路或装置，在工程上常用它来进行信号处理、数据传送或抑制干扰等。

有源滤波器是由集成运放、R、C组成，其开环电压增益和输入阻抗都很高，输出阻抗又低，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用，但因受运算放大器频率限制，这种滤波器主要用于低频范围。

设计几种典型的二阶有源滤波电路：二阶有源低通滤波器、二阶有源高通滤波器、二阶有源带通滤波器，研究和设计其电路结构、传递函数，并对有关参数进行计算，再利用multisim 软件进行仿真，组装和调试各种有源滤波器，探究其幅频特性。

经过仿真和调试，本次设计的二阶RC有源滤波器各测量参数均与理论计算值相符，通频带的频率响应曲线平坦，没有起伏，而在阻频带则逐渐下降为零，衰减率可达到|-40Db/10oct|,滤波效果很理想。

1965年单片集成运算放大器的问世，为有源滤波器开辟了广阔的前景；70年代初期，有源滤波器发展引人注目，1978年单片RC有源滤波器问世，为滤波器集成迈进了可喜的一步。

由于运放的增益和相移均为频率的函数，这就限制了RC有源滤波器的频率范围，一般工作频率为20kHz左右，经过补偿后，工作频率也限制在100kHz以内。

1974年产生了更高频的RC有源滤波器，使工作频率可达GB/4（GB为运放增益与带宽之积）。

由于R的存在，给集成工艺造成困难，于是又出现了有源C滤波器：就是滤波器由C和运放组成。

这样容易集成，更重要的是提高了滤波器的精度，因为有源C滤波器的性能只取决于电容之比，与电容绝对值无关。

由RC有源滤波器为原型的各类变种有源滤波器去掉了电感器，体积小，Q值可达1000，克服了RLC无源滤波器体积大，Q值小的缺点。

但它仍有许多课题有待进一步研究：理想运放与实际特性的偏差的研究；由于有源滤波器混合集成工艺的不断改进，单片集成有待进一步研究；应用线性变换方法探索最少有源元件的滤波器需要继续探索；元件的绝对值容差的存在，影响滤波器精度和性能等问题仍未解决；由于R存在，集成占芯片面积大，电阻误差大（20%～30%），线性度差等缺点，使大规模集成仍然有困难。

带通滤波电路设计实验报告一、实验目的1.了解带通滤波器的基本工作原理；2.学习带通滤波器的设计方法，并能够独立完成设计任务；3.学习使用实验仪器测量电路参数。

二、实验原理带通滤波器是一种可以通过特定频率范围内的信号，同时削弱其他频率信号的电路。

其基本结构由低通滤波器和高通滤波器串联组成，通常采用二阶滤波器的形式进行设计。

三、实验装置1.功放实验箱2.可变直流电源3.函数发生器4.示波器5.曲线迹部6.电阻、电容等器件四、实验步骤1.根据实验要求选择合适的电阻和电容值，并计算所需的初始频率范围。

2.根据频率范围，计算并选择合适的运放型号。

3.按照设计方案，连接电路，注意保持电路的稳定性和可靠性。

4.使用函数发生器提供输入信号，并逐渐增加频率进行测试。

5.使用示波器观察输入和输出信号的波形，并记录相关数据。

6.根据实验数据，计算并绘制电路的传输函数图像。

7.分析实验结果，评估电路的性能，并讨论可能的改进方法。

五、实验结果与分析在实验中，我们设计并调试了一个带通滤波器电路。

通过测试，我们观察到在设计频率范围内，输入信号经过滤波器后得到了明显的减弱，而其他频率的信号则被有效削弱。

示波器上观察到的波形变化也验证了滤波器的工作效果。

根据实测数据，我们绘制了电路的传输函数图像，确认了滤波器的频率响应特性。

六、实验结论通过本次实验，我们深入了解了带通滤波器的工作原理和设计方法。

通过具体的设计任务，我们学会了根据实际需求选择合适的电阻和电容值，并使用合适的运放型号。

通过实验数据的测量和分析，我们验证了电路的滤波效果，并对电路的性能进行了评估。

在实验过程中，我们也学会了使用实验仪器进行电路参数测量，提高了实验操作能力和数据处理能力。

七、实验心得本次实验让我更加深入地了解了带通滤波器的工作原理和设计方法。

通过实际设计与调试任务，我更加熟悉了电阻、电容等器件的选择和使用。

通过测量和分析数据，我对电路的特性有了更准确的了解。

实验8 二阶电路传输特性一、实验目的1. 了解二阶有源滤波网络的结构组成及电路传输特性；2. 了解负阻抗在串联振荡电路中的应用。

二、实验原理说明1. 二阶有源带通滤波网络如图8-1所示。

其系统转移函数为：)1)(1()()()(2211110C R s C R s sC R ks U s U s H i ++∙==带通滤波器的幅频特性如图8-2所示。

fp1、fp2的理论值计算公式分别为C R fp 11211π=和C R fp 22212π=，其中R1、C1、R2、C2分别为图8-1中的R201、C201、R202、C202。

图8-2 带通滤波器的幅频特性即在低频端，主要由22C R 的高通特性起作用；在高频端，则由11C R 的低通特性起作用；在中频段，1C 相当于开路，2C 相当于短路，它们都不起作用，输入信号Ui 经运算放大器后送往输出端。

由此形成其带通滤波特性。

2. 负阻抗在串联振荡电路中的应用在实验7“一阶电路的暂态响应”实验中，已知RLC 串联电路工作于欠阻尼状态时，其输出电压Uc （t）波形是一个f衰减振荡波形。

若此时电路中电阻R=0，则输出电压Uc（t）波形应当是一个等幅振荡波形。

由于电路中电感L一般存在着较大的损耗电阻，因此，必须在电路中加上相同的负阻抗，使电路中的总电阻为0。

实际电路如图8-3所示。

图8-3 负阻抗在RLC串联振荡电三、实验报告要求填写各项实验任务的数据表格，描绘幅频特性曲线，并分析实验结果。

四、实验设备双踪示波器、信号系统实验箱、万用表各1台五、实验内容(一)、测量一个有源带通滤波器的幅频特性（1）、开关设置及电路连接：P702--P201---P101J702：“正弦” K701: “函数”；W701:调节使信号输出幅度为2V,将示波器接于TP201S701、S702:按钮，改变频率值，频率范围为100Hz-10KHz,把测量的数据填入表8-1中，并绘出带通滤波器的幅频特性曲线。

实验十三二阶有源滤波器一、实验目的1．学习有源滤波器的幅频响应，学会测量二阶有源滤波器的幅频特性。

2．测定低通、高通滤波器的截止频率和带通滤波器的中心频率f o。

3．测定带通滤波器的带宽。

4．测定带有源滤波器的品质因数Q。

5．观测二阶带通滤波器输出与输入波形之间的相频响应。

二、实验器材信号发生器 1台扫频仪 1台运算放大器4个电阻：5.1 kΩ 2个、10kΩ 4个、12kΩ 1个、22 kΩ 1个、47 kΩ 5个、160 kΩ 2个、200 kΩ1个电容：0.01μF6个68nF 2个三、实验原理及实验电路图13－1由RC元件与运算放大器组成的滤波器称为RC有源滤波器，其功能是让一定频率范围内的信号通过，抑制或急剧衰减此频率范围以外的信号。

可用在信息处理、数据传输、抑制干扰等方面，但因受运算放大器频带限制，这类滤波器主要用于低频范围。

根据对频率范围的选择不同，可分为低通(LPF)、高通(HPF)、带通(BPF)与带阻(BEF)等四种滤波器，它们的幅频特性如图13－1所示。

1、低通滤波器（LPF）低通滤波器是用来通过低频信号，衰减或抑制高频信号。

如图13－2（a）所示，为典型的二阶有源低通滤波器。

它由两级RC滤波环节与同相比例运算电路组成，其中第一级电容C 接至输出端，引入适量的正反馈，以改善幅频特性。

图13－2（a）二阶低通滤波器电路图图13－2（b）二阶低通滤波器电路仿真图电路性能参数：二阶低通滤波器的通带增益截止频率，它是二阶低通滤波器通带与阻带的界限频率。

品质因数，它的大小影响低通滤波器在截止频率处幅频特性的形状。

2、高通滤波器（HPF）与低通滤波器相反，高通滤波器用来通过高频信号，衰减或抑制低频信号。

只要将图13－2低通滤波电路中起滤波作用的电阻、电容互换，即可变成二阶有源高通滤波器，如图13－3所示。

高通滤波器性能与低通滤波器相反，其频率响应和低通滤波器是“镜象”关系，仿照LPH分析方法，不难求得HPF的幅频特性。