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1、-一、二、三、 哈工大模电大作业2-第 5 页四、 实验内容的电容器,阻值尽量接近实际计算值。电路设计完后,画出频率响应曲线,并采用Multisim进行仿真分析。二、 原理分析给定电容值0.01uF,计算得: = 10,选取 = = 39按照滤波器的工作频带,滤波器可分为低通滤波器(LPF)、高通滤波器(HPF)、带通滤波器(BPF)、带阻滤波器(BEF)几种。按滤波器传递函数的极点数又分为一阶滤波器、二阶滤波器等。如果滤波器仅由无源元件(电阻、电容和电感)组成,则称之为无源滤波器;若滤波器含有有源元件(晶体管、集成运放等),则称之为有源滤波器。由阻容元件和运算放大器组成的滤波电路称为RC有源
2、滤波器。由于集成运放有带宽的限制,目前RC有源滤波器的工作频率比较低,一般不超过1MHz。1、 有源低通滤波器(LPF)低通滤波器允许输入信号中低于截止频率的低频或直流分量通过,抑制高频分量。有源低通滤波器是以RC无源低通滤波器为基础,与集成运放连接而成。2、 二阶压控型低通滤波器二阶压控型有源低通滤波器如下图所示。U17413247651R11k?Rf1k?R31k?R21k?C21uFC11uF图 1. 二阶压控型低通滤波器原理图因为电容器C1的接地端改为接运放输出端,引入了正反馈,由于在通带内电容器视为“开路”,因此C1的改接不影响滤波器的通带电压放大倍数,即。为简化计算,令,根据“虚短
3、”和“虚断”特征及叠加定理可解得传递函数:令,得滤波器的频率响应表达式: 式中,令解得该滤波器的上限截止频率为定义有源低通滤波器的品质因数Q为时电压放大倍数的模与通带电压放大倍数之比,即实际应用,Q的调节范围,一般选取附近的值。因为实验设计要求:所以由计算可取: 三、 Multisim仿真近似为2。AC交流分析显示运用Multisim的AC交流分析功能对该滤波器进行仿真分析。显示节点后的电路如下:图 2. 交流分析电路图节点2的输出结果如下页:幅频特性相频特性光标所测数据如下图四、实验心得测得通带的放大倍数在波特图下对应的值为6.0454dB,即 ,得,与题设通带放大倍数一致;当时,放大倍数在波特图下对应的值为3.0318dB,即,得,满足截至条件,与题设截至频率一致。二阶压控型LPF的幅频特性在f=处会出现抬升现象,此时正反馈作用最强,使该频段的闭环增益加大;本次实验设计在误差范围内,能够满足实验设计要求。