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1、WOR格式现代电路理论与设计课程实验报告 实验名称KHN滤波器分析与设计实验日期2015-10-30班级研15-*班学号201520p236姓名汪瑶Ir指导老师评分II一、实验内容1、KHN滤波器电路组成图8.1原理图2.KHN滤波器转移函数及设计方程图8.1所示电路的方程为从V1处输出时是一个高通滤波器，从V2处输出时是一个带通滤波器，从V3处输出时是一个低通滤波器，其转移函数分别为a弋)薜唏I i 電 |iR*石If匚/jn，i1jfft xK.f |11x (C tRjC jIF ft? L f inpHi, fl j書尺丄p - 1 n tiIf Rahr(/r + r4R兀fi 广J
2、T .口-.R *1)1S J/ R j * It#R 】lV 3 - J7EhetZ*VcA . *JL| t* TT)%R;Cj 它们的极点频率W0和Q值都相同，分别为各滤波电路的增益分别为K M(14Kt*7 H, +孔占乙实验目的(1 )定性分析KHN滤波器的参数变化对滤波的影响;(2) 帮助学生理解滤波器的分析设计过程。三、实验过程1、理论计算为了方便分析计算 取 8= C2=C=10nF R仁R2=R3=R4=R5=R6=R=fl0 由计算公式求得， wp=1OOOrad/s , Q=1,2、仿真步骤(1)按照电路图，选好元器件，并按理论计算设定元件值，搭建好仿真电路。如下图8.2
3、所示：图8.2仿真电路图专业资料整理(2)设置仿真参数，如下图8.3所示:图8.3仿真参数设置运行仿真，得到如下图8.4所示：图8.4V1，V2和V3输出波形图(3) 改变C1值。采用参数扫描方式，让C1的值从6n到14n，每2n取一次值设置参数扫描后的波形如图8.5所示，图8.5改变参数C1的波形变化(4) 改变C2值。采用参数扫描方式，让 C2的值从6n到14n，每2n取一次值。设置参数 扫描后的波形如图8.6所示图8.6改变参数C2的波形变化(5) 改变R1值。采用参数扫描方式，让R1的值60k到140k，每20k取一次值。设置参数扫描后的波形如图8.7所示图8.7改变参数R1的波形变化
4、(6) 改变R2值。采用参数扫描方式，让R2的值从60k到140k，每20k取一次值。设置参数扫描后的波形如图8.8所示图8.8改变参数R2的波形变化(7) 改变R3值。采用参数扫描方式，让R3的值从60k到140k，每20k取一次值设置参数扫描后的波形如下图8.9所示图8.9改变参数R3的波形变化(8) 改变R4值。采用参数扫描方式，让R4的值从60k到140k，每20k取一次值设置参数扫描后的波形如下图8.10所示图8.10改变参数R4的波形变化(9) 改变R5值。采用参数扫描方式，让R5的值从60k到140k，每20k取一次值设置参数扫描后的波形如下图8.11所示图8.11改变参数R5的
5、波形变化(10) 改变R6值。采用参数扫描方式，让R6的值从60k到140k，每20k取一次值设置参数扫描后的波形如下图8.12所示图8.12改变参数R6的波形变化四、实验结果分析由图8.4可看出，KHN滤波器可以实现高通滤波和带通滤波以及低通滤波三种滤波方式， 我们可以根据需要，选择不同的输出端口，来实现不同的滤波功能。由图8.5可看出，随着电容 C1的值由小变大，高通功能端口的输出波形，Q值逐渐增大，过度带减小明显；带通功能端口的输出波形，中心频率逐渐减小，通带宽变窄，且高频 段变化更为明显；低通功能端口的输出波形，截止频率变化不是很大，Q值逐渐增大，波形的过渡带明显减小。由图8.6可看出
6、，随着电容 C2的值由小变大，高通功能端口的输出波形，Q值逐渐减小，过度带随之增大；带通功能端口的输出波形，中心频率逐渐减小，通带宽变宽，且低频 段变化更为明显；低通功能端口的输出波形，截止频率明显减小，Q值也逐渐减小，过渡带也随着增大。由图8.7可看出，随着电阻 R1的值由小变大，高通，带通，低通功能端口的输出波形， 变化规律同改变C1相似。由图8.8可看出，随着电阻 R2的值由小变大，高通，带通，低通功能端口的输出波形， 变化规律同改变C2相似。由图8.9可看出，随着电阻 R3的值由小变大，高通功能端口的输出波形，Q值逐渐减小，过度带减小，且输出增益也逐渐减小；带通功能端口的输出波形，中心
7、频率基本不变， 且输出增益明显下降；低通功能端口的输出波形，截止频率变化不是很大，Q值逐渐减小，波形的过渡带减小，且输出增益也是减小的。由图8.10可看出，随着电阻 R4的值由小变大，各功能端口的变化规律同改变R3是相反的。由图8.11可看出，随着电阻 R5的值由小变大，高通功能端口的输出波形，Q值减小不明显，过度带增大，且输出增益也逐渐减小；带通功能端口的输出波形，中心频率逐渐减小， 而且通带宽基本不变；低通功能端口的输出波形，截止频率变化不是很大，Q值逐渐增大，波形的过渡带减小，且输出增益增大。由图8.12可看出，随着电阻 R6的值由小变大，各功能端口的变化规律同改变R5基本相反，除了带通通带大小也基本不变。综合上述对波形的分析，我们可以将 C1或R1和C2或R2分为一组，它们是改变 Q值 的，改变过度带大小，同时也可改变极点频率或中心频率；将R3或R4和R5或R6分为一组，它们是改变输出增益的。