信号与系统实验讲义内容(6)

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实验七 设计实验

同学按拟定的课题做此设计性实验 参考资料之一：带阻滤波器的设计、制作及测试

一、实验目的

1．学习应用运算放大器构成滤波器的方法：学习滤波器的设计、制作及调试的方法。

2．掌握测试滤波器的幅频特性的方法。 3．培养工程实践能力。 二、原理说明

1．双T型RC网络无源带阻滤波器。

图7—1所示双T型RV网络为无源带阻滤波器。 它的网络函数为

?UH(j?)?2?U1

1?4?RC1?j1?(?RC)2

其幅频特性为 |H(j?)|?图7-1 双T型RC网络

U2?U114?RC21?()1?(?RC)1时，有 RC

当信号源角频率???0? |H(j?)|?0

即该滤波器可滤掉角频率???0的信号。?0?2．双T型RC网络有源带阻滤波器

1为它的中心频率。 RC26

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图7—2双T型RC网络有源带阻滤波器

图7—2所示电路为由双T型RC网络和运算放大器A1~A3构成的有源带阻滤波器。它的网络函数可如下求得：

?? U3R4? U2R3?R4根据双T型RC无源网络的网络函数，应有

??U?U23?

??U?U131

4?RC1?j1?(?RC)2由以上两式可得图27—2所示有源滤波器的网络函数：

?UH(j?)?2

?U1?(1?R4)R31R4?Rc(1?4)?jR31?(?Rc)2

幅频特性

|H(j?0)|?U2R?(1?4)U1R31(1?R424?RC2)?[]R31?(?RC)2

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当信号源角频率 ???0?|H(j?0)|?U2U1?0

1时，则有 RC即该滤波器能阻止角频率???0?11的信号通过，所以它是中心频率?0?的RCRC有源带阻滤波器。由于有源器件（运算放大器A1~ A3）构成电压控制型电压源，与无源情况相比，滤波特性得到改善。

工程中，常应用带阻滤波器来滤掉某频率的信号，如设计滤波器的中心频率f0=50Hz，就可用它来滤掉50Kz电源频率引起的交流声。 三、实验任务

1．按图7—2搭接线路，制成双T型RC网络无源带阻滤波器。要求设计该滤波器的中心频率f0=50Hz。

图7—3 双T型RC网络无源带阻滤波器接线图

图中W1和W2为两个电位器，用来微调电阻，使该滤波器的中心频率?0达到设计要求。建议C1选用47nF电容，C2用两个47nF电容并联。R2选用68KΩ电阻。

2．按图7—4搭接线路，构成有源带阻滤波器。

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图27—4 双T型RC网络无源带阻滤波器接线图

要求该滤波器的中心频率f0=50Hz。

图7—4中双T型无源RC网络的电路元件参数与实验图7—3中所示相同。A1~A3采用通用型集成单运放LM741（?A741）。 建议R3选用15KΩ电阻，R4选用8.6KΩ电阻。

3．自拟测试线路，分别测试无源与有源带阻滤波器的幅频特性。

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