实验一有源二阶低通滤波器的设计
1、实验目的
实验旨在锻练学生自行设计、调试有源二阶低通滤波器的能力，更深入地掌握巴特沃思型二阶有源低通滤波器的设计方法，直观了解巴特沃思型低通滤波器的频率特性，加深对巴特沃思逼近方式的理解。
2、实验内容
设计一二阶无限增益多路反馈巴特沃思型有源低通滤波器，要求截止频率fc100Hz，增益A1。搭建并调试所设计的二阶有源低通滤波器，使电路的性能指标达到设计要求。
3、实验原理及方法
二阶无限增益多路反馈巴特沃思型有源低通滤波器的电路形式见图11。主要工作是设计确定元件参数，并通过调试修正参数值直至滤波器指标达到设计要求。设计方法如下：
图11二阶无限增益多路反馈巴特沃思型有源低通滤波器的电路形式
1）确定电容C2
：依据经验公式C2

10fc
F

确定电容C2
。
2）确定电容C1：依据C1

C2B24CA1
B
1414214C
100000
确定电容C1。
3）确定电阻R2：R2BC2
B2C224CC1C21A2CC1C2c
R1R2
4）确定电阻R1：
A
15）确定电阻R3：R3CC1C22f2R2
在计算电阻时，应保留小数后6位，以确保计算的精确性，计算完成后，取最接近计算值的电阻标称值。
1
f4、实验仪器设备
1）双路直流稳压电源；2）双踪示波器；3）信号发生器；4）412位数字万用表；5）面包板。
5、实验步骤
1）按设计确定的参数选择好元件，要求严格挑选元件使之尽量接近设计值。2）按图搭建好线路。3）调节直流稳压电源的两路输出至±15V，然后用电压表确认电压输出值为±15V；4）按下列步骤测试：（1）用信号发生器作信号源，以正弦波为输入信号，用示波器一路输入测量信号源的幅度，调节信号发生器的电压输出至1V；（2）确认线路连接无误后，接通电源；（3）用示波器另一路输入测量滤波器的输出，将结果记入表11；（4）根据时间差计算相位差；（5）根据所测实验结果绘出幅频特性曲线及相频特性曲线，评价所设计滤波器的性能。
6、实验结果记录
输入信号频率10Hz20Hz30Hz40Hz50Hz60Hz70Hz80Hz90Hz100Hz200Hz300Hz400Hz500Hz600Hz700Hz800Hz900Hz
1000Hz
输入信号幅度1V1V1V1V1V1V1V1V1V1V1V1V1V1V1V1V1V1V1V
表11低通滤波器测试结果记录表
输出信号幅度输入输出时间差
相位差°
14V
70ms
252
14V
30ms
216
125V
16ms
1728
13V
12ms
1728
13V
10ms
180
12V
10ms
216
10V
7ms
1764
10V
65ms
1872
08V
55ms
1782
09V
5ms
180
08V
25ms
180
08V
23ms
2484
075V
22ms
3168
04V
19ms
342
035V
16ms
3456
04V
14ms
3528
03V
12msr