有源滤波器的设计

176 . 实验八 有源滤波器的设计 一．实验目的 1． 学 习有源滤波器的设计方法。 2． 掌 握有源滤波器的安装与调试方法。 3． 了 解电阻、电容和Q 值对滤波器性能的影响。 二．预习要求 1． 根 据滤波器的技术指标要求，选用滤波器电路，计算电路中各元件的数值。设计出 满足技术指标要求的滤波器。 2. 根据设计与计算的结果，写出设计报告。 3. 制定出实验方案，选择实验用的仪器设备。 三．设计方法 有源滤波器的形式有好几种，下面只介绍具有巴特沃斯响应的二阶滤波器的设计。 巴特沃斯低通滤波器的幅频特性为： ncu ouAjA21)( ， n=1， 2， 3， . . . （ 1） 写成： ncu ouAjA211)( （ 2） )( jAu 其中Auo为通带内的电压放大倍数，C Auo 为截止角频率，n 称为滤波器的阶。从（2） 式中可知，当=0 时，（2）式有最大值1； 0.707Auo =C时，（2）式等于0.707，即Au衰减了 n=2 3dB； n 取得越大，随着的增加，滤波器 n=8 的输出电压衰减越快，滤波器的幅频特性 越接近于理想特性。如图1 所示。 0 C  177 当 >>C时，ncuouAjA1)( （ 3） 图 1 低通滤波器的幅频特性曲线 两边取对数，得： lg20cuounAjAlg20)( （ 4） 此时阻带衰减速率为： 20ndB/十倍频或6ndB/倍频，该式称为衰减估算式。 表 1 列出了归一化的、n 为 1 ~ 8 阶的巴特沃斯低通滤波器传递函数的分母多项式。 表 1 归一化的巴特沃斯低通滤波器传递函数的分母多项式 n 归一化的巴特沃斯低通滤波器传递函数的分母多项式 1 1Ls 2 122LLss 3 )1()1(2LLLsss 4 )184776.1()176537.0(22LLLLssss 5 )1()161803.1()161807.0(22LLLLLsssss 6 )193185.1()12()151764.0(222LLLLLLssssss 7 )1()180194.1()124698.1()144504.0(222LLLLLLLsssssss 8 )196157.1()166294.1()111114.1()139018.0(2222LLLLLLLLssssssss 在表1 的归一化巴特沃斯低通滤波器传递函数的分母多项式中，SL = cs， C 是低通滤波器的截止频率。 对于一阶低通滤波器，其传递函数： ccuousAsA)( （ 5） 归一化的传递函数： 1)(LuoLusAsA （ 6） 对于二阶低通滤波器，其...