多信号发生器(2019年电赛复测)——低通滤波器滤出正弦波

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在多信号发生器(2019年电赛复测)——方案分析中，我们进行了初步设计如下

在多信号发生器(2019年电赛复测)——与非门振荡器和多信号发生器(2019年电赛复测)——积分器产生三角波中，已经从方波得到了三角波。
本节调试滤波器，将三角波滤除高次谐波后得到基波正弦波。

低通滤波器也是工作在单电源。所以正相端也是连接2.5V。因为运放的正相端是高阻，可以共用积分器里面的电阻分压2.5V。先分析一下低通滤波器的直流工作点。直流等效电路如下。

应用叠加定理，反向放大器时，输出U1为 -2.5VR1/R3 = -2.5V。正向放大器时输出U2 = 2.5V （1+R1/R3）= 5V。输出Uout=U1＋U2= -2.5V + 5V=2.5V。

搭建电路，用信号源给低通滤波器三角波信号。注意使用HSS信号源，因为这个信号可以进行bode图测试幅频响应。HSS信号的直流分量设置为2.5V。频率20KHz。

示波器双综看输入和输出。黄色是通道1，测试三角波。蓝色是通道2，测试低通滤波器输出。可以看到三角波经过低通滤波器后得到了基波正弦波。

用bode图仪表测试低通滤波器的幅频响应。先关闭示波器和信号源。

注意：设置bode图仪表的信号源直流偏置为2500mV，因为低通滤波器是单电源供电的。然后设置起始频率10Hz，终止频率1MHz。信号幅度500mVpp。点击运行。X轴是频率的对数坐标。Y轴是增益的对数坐标。可以看到随着频率的增高，低通滤波的增益衰减。起到了对高频抑制的作用。使用十字光标，可以看到-3db带宽在26KHz。所以20KHz的基波可以正常通过滤波器。