实验八 滤波器
信号滤波器实验报告
信号滤波器实验报告引言本实验旨在介绍信号滤波器的原理与实验步骤。
信号滤波器是一种常用的信号处理工具，用于去除信号中的噪声或选择性地增强某些频率成分。
本实验将介绍低通滤波器和高通滤波器的基本原理，并通过实际实验演示它们的效果。
实验目的1.了解信号滤波器的原理；2.学习使用低通滤波器和高通滤波器去除或增强信号中的特定频率成分；3.进行滤波器实验并观察实验结果。
实验器材•信号发生器•示波器•电阻、电容、电感等基本电子元件•连接线实验步骤1.准备实验所需的器材并连接电路。
2.设置信号发生器的频率为1000Hz，并将输出信号连接到示波器的输入端。
3.使用示波器观察输入信号的波形，并记录其幅度和频谱特征。
4.搭建一个低通滤波器电路，将其连接到信号发生器和示波器之间。
5.调节低通滤波器的截止频率，并观察输出信号的波形和频谱特征的变化。
6.重复步骤4和步骤5，搭建一个高通滤波器电路，并观察输出信号的变化。
7.对比低通滤波器和高通滤波器的效果，并总结实验结果。
实验结果与分析在实验中，我们观察到以下现象：1.输入信号的频谱特征主要集中在1000Hz的附近，幅度较大。
2.低通滤波器能够去除输入信号中高于截止频率的成分，输出信号的频谱特征仅集中在截止频率以下。
3.高通滤波器能够去除输入信号中低于截止频率的成分，输出信号的频谱特征仅集中在截止频率以上。
根据实验结果，我们可以得出以下结论：1.低通滤波器适用于去除高频噪声或选择性地增强低频成分。
2.高通滤波器适用于去除低频噪声或选择性地增强高频成分。
实验总结通过本次实验，我们深入了解了信号滤波器的原理和应用场景。
滤波器是一种非常常用的信号处理工具，能够有效去除噪声或增强特定频率成分。
在实验中，我们使用了低通滤波器和高通滤波器进行实验，并观察了它们的效果。
实验结果表明，滤波器能够根据设定的截止频率选择性地通过或阻断信号的特定频率成分。
通过调节截止频率，我们可以实现不同程度的滤波效果。
有源滤波器实验报告总结
有源滤波器实验报告总结一、引言有源滤波器是一种电子滤波器，它利用放大器来增强信号的幅度并同时进行滤波。
在本次实验中，我们设计了一个有源低通滤波器，并通过实验验证了其性能。
二、实验步骤1. 设计滤波器电路：根据所需的滤波特性，我们选择了适当的电路拓扑结构，并计算了元件的数值。
然后，我们根据计算结果选择了合适的电阻、电容和放大器。
2. 搭建电路：根据设计好的电路图，我们按照所需的元件数值和连接方式搭建了有源滤波器电路。
3. 测试电路：接下来，我们使用信号发生器产生不同频率的正弦信号作为输入信号，通过有源滤波器后，使用示波器观察输出信号的波形和频率响应。
4. 记录实验数据：我们记录了不同频率下输入和输出信号的幅度，以及相位差，并绘制了频率响应曲线。
三、实验结果通过实验，我们得到了有源滤波器的频率响应曲线。
曲线显示，在低频段时，输出信号幅度较大，而在高频段时，输出信号幅度逐渐衰减。
这符合我们设计的低通滤波器的特性。
四、讨论与分析根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 有源滤波器能够对输入信号进行增强和滤波。
2. 频率响应曲线显示了有源滤波器的滤波特性，能够滤除高频信号，保留低频信号。
我们还发现了一些问题和改进的空间：1. 在实际搭建电路的过程中，可能会遇到元件误差和放大器非线性等问题，这都会对滤波器的性能产生影响，需要进一步优化和调整电路。
2. 在选择元件数值时，需要根据具体要求和条件进行综合考虑，以获得更好的滤波效果。
五、总结通过本次实验，我们成功设计并搭建了一个有源低通滤波器，并验证了其滤波特性。
实验结果表明，有源滤波器具有良好的滤波效果，能够滤除高频信号，保留低频信号。
在实际应用中，有源滤波器在音频处理、通信系统等领域具有广泛的应用前景。
六、参考文献1. 张宇. 电子技术实验教程[M]. 北京：高等教育出版社，2015.2. Sedra A S, Smith K C. Microelectronic Circuits[M]. OxfordUniversity Press, 2010.注：本文仅为实验报告总结，旨在总结有源滤波器实验的过程和结果，并对实验中的问题和改进进行讨论。
lc滤波器实验报告
lc滤波器实验报告LC滤波器实验报告引言：LC滤波器是一种常见的电子滤波器，通过电感和电容的组合来实现对信号的滤波。
在本次实验中，我们将研究LC滤波器的工作原理和性能，并通过实验验证其滤波效果。
一、实验目的本次实验的主要目的是：1. 理解LC滤波器的基本原理和工作方式；2. 掌握LC滤波器的设计方法和参数选择；3. 通过实际测量和分析，验证LC滤波器的滤波效果。
二、实验器材和原理1. 实验器材：- 信号发生器：用于产生待滤波的信号；- 电感：用于实现对信号的低通或高通滤波；- 电容：与电感组合使用，共同构成LC滤波器；- 示波器：用于观测输入和输出信号的波形。
2. 实验原理：LC滤波器是由电感和电容组成的串联或并联电路。
当电感和电容的参数合理选择时，可以实现对特定频率范围内信号的滤波。
具体原理如下：- 低通滤波器：当电感串联电容时，可以实现对高频信号的滤除，只保留低频信号通过。
- 高通滤波器：当电感并联电容时，可以实现对低频信号的滤除，只保留高频信号通过。
- LC滤波器的频率特性由电感和电容的阻抗特性共同决定。
在特定频率下，电感和电容的阻抗相等，形成共振，此时滤波器的滤波效果最好。
三、实验步骤1. 搭建实验电路：根据实验要求和设计参数，选择合适的电感和电容，搭建LC滤波器电路。
确保电路连接正确，无误。
2. 设置信号发生器：将信号发生器的输出频率调整至待滤波信号的频率范围内。
根据实验需要，可以设置不同频率的信号进行测试。
3. 连接示波器：将示波器的输入端连接到滤波器的输入端，观测输入信号的波形。
将示波器的输出端连接到滤波器的输出端，观测输出信号的波形。
4. 测量和记录数据：通过示波器观测和测量输入和输出信号的幅值、频率等参数，并记录下来。
可以通过改变信号发生器的频率，观察输出信号的变化。
5. 分析和比较结果：根据测量数据，分析输入和输出信号的特点和变化。
比较不同频率下的滤波效果，并讨论LC滤波器的优缺点以及适用范围。
滤波器实验
实验三滤波器实验一，实验目的1，通过实验了解滤波器的工作原理。
2，通过实验学习有源滤波器的特点。
3，学习滤波器在工程技术中的应用。
二，实验仪器及器材1，通用线路接插板2，电容、电阻、电位器、运算放大器等电子元器件3，晶体管毫伏表4，低频信号发生器5，直流稳压电源三，实验步骤及实验结果1，计算上截止频率为440Hz的RC低通滤波器的R、C数值。
实验电路如上图，其中电容，根据上截止频率点处解得：。
2，将选好的元件在线路插板上按上图接插成低通滤波器，测出其幅频特性。
采用两种方法测量，一种是通过示波器测量不同频率的响应幅值，从而得到幅频特性曲线。
另一种是直接测量幅频特性伯德图。
实验中直接测得幅频特性曲线：手动调整输入信号频率，测得输出放大倍率如下通过示波器测量频率为0~2k时的幅值响应数据如下:f/Hz 10 50 100 150 200 250 300幅值/mv 1.009 998.00 967.80 930.32 881.40 829.70 779.60350 400 450 500 600 800 1000 1500 2000 726.20 678.91 635.02 596.54 527.31 422.11 350.50 245.29 187.41得到的幅频特性曲线如下：可以看出通过测量各频率放大倍率绘制的幅频曲线图和实验中仪器绘制的波特图基本一致，截止频率440Hz左右。
3，在此低通滤波器的输出端并联一个1kΩ的负载电阻，再测其幅频特性，并与无负载情况下的幅频特性相比较。
分析可得上截止频率满足：实验中36kΩ，，代入上式求得：实验测出幅频特性曲线如下：分析数据：Freq (Hz) Gain (dB) Phase (deg)100.000 -30.235 -0.43814677.993 -33.457 -51.45117782.794 -34.382 -57.910从初始下降-3dB即为截止频率，可看出与理论计算基本相符。
lc滤波器实验报告
lc滤波器实验报告LC滤波器实验报告引言：LC滤波器是一种常用的电子滤波器，它由电感和电容组成。
在电子电路中，滤波器的作用是通过滤除或选择特定频率的信号来实现信号处理。
本实验旨在通过搭建LC滤波器电路，探究其频率特性和滤波效果。
实验目的：1. 掌握LC滤波器的基本原理和工作机制；2. 理解并验证LC滤波器的频率特性；3. 分析LC滤波器的滤波效果。
实验器材：1. 信号发生器；2. 电感；3. 电容；4. 电阻；5. 示波器；6. 万用表。
实验步骤：1. 搭建LC滤波器电路，将信号发生器的输出连接到滤波器的输入端，滤波器的输出端连接到示波器；2. 调节信号发生器的频率，观察示波器上输出信号的变化；3. 测量并记录不同频率下的输入和输出电压，并计算增益；4. 更换不同数值的电感和电容，重复步骤2和步骤3；5. 分析实验数据，总结LC滤波器的频率特性和滤波效果。
实验结果与分析：在实验过程中，我们记录了不同频率下的输入和输出电压，并计算了增益。
通过观察示波器上的波形，我们发现当输入信号的频率与LC滤波器的共振频率相近时，输出信号的幅值最大。
这是因为在共振频率附近，电感和电容的阻抗相互抵消，形成了一个共振回路，使得输出信号增强。
随着输入信号频率的增加或减小，输出信号的幅值逐渐减小。
这是因为在非共振频率下，电感和电容的阻抗不再相互抵消，导致输出信号被滤波器削弱。
通过计算增益，我们可以进一步了解LC滤波器的频率特性。
增益是输出电压与输入电压的比值，通常以分贝（dB）为单位。
实验数据显示，当频率接近共振频率时，增益达到最大值。
而在远离共振频率的区域，增益逐渐减小。
我们还对不同数值的电感和电容进行了实验。
结果显示，电感和电容的数值对滤波器的频率特性和滤波效果有着明显的影响。
较大的电感和电容数值会导致共振频率降低，增益下降的速度变慢，滤波效果更加明显。
结论：通过本次实验，我们深入了解了LC滤波器的工作原理和频率特性。
滤波器课程设计报告
滤波器课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握滤波器的定义、分类和工作原理；2. 学生能够运用滤波器的相关知识，分析并解决实际电路中的信号处理问题；3. 学生了解滤波器在电子技术领域的应用及其重要性。
技能目标：1. 学生能够根据实际需求，设计并搭建简单的滤波器电路；2. 学生通过实验和仿真，学会测试和优化滤波器性能的方法；3. 学生掌握使用相关软件工具（如Multisim、MATLAB等）进行滤波器设计与分析的基本操作。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣和热情，激发他们探索未知、创新实践的欲望；2. 增强学生的团队合作意识，培养他们在小组讨论和实验中积极思考、互相学习的能力；3. 提高学生面对实际问题时，运用所学知识解决问题的自信心和责任感。
课程性质：本课程属于电子技术领域，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点：学生处于高中年级，具有一定的物理基础和电子技术知识，对实验操作和实际应用有较高的兴趣。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调学生的动手能力和实际应用能力的培养。
在教学过程中，分解课程目标为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 滤波器基础知识：- 滤波器的定义、分类及工作原理；- 滤波器的频率响应特性分析；- 滤波器在实际电路中的应用。
2. 滤波器设计与搭建：- 不同类型滤波器的设计方法；- 滤波器电路的搭建与调试；- 滤波器性能的测试与优化。
3. 滤波器仿真与实验：- 使用Multisim、MATLAB等软件进行滤波器设计与分析；- 搭建实际滤波器电路，进行性能测试；- 对比仿真与实验结果，分析误差产生原因。
教学内容安排与进度：1. 第一周：滤波器基础知识学习；2. 第二周：滤波器设计与搭建；3. 第三周：滤波器仿真与实验；4. 第四周：总结与评价。
教材章节关联：1. 《电子技术基础》第四章：滤波器与信号处理；2. 《电子线路设计》第三章：滤波器设计与搭建；3. 《电子测量与仪器》第二章：滤波器性能测试与优化。
相敏检波器实验
实验八相敏检波器实验一、实验目的：了解相敏检波器的原理及工作情况。
二、基本原理：相敏检波器模块示意图如下所示，图中Vi为输入信号端，Vo为输出端，AC为交流参考电压输入端，DC为直流参考电压输入。
当有脉冲符号的两个端子为附加观察端。
三、需用器件与单元：移相器/相敏检波器/低通滤波器模块、音频振荡器、双踪示波器（自备）、直流稳压电源±15V、±2V、转速/频率表、数显电压表。
四、旋钮初始位置：转速/频率表置频率档，音频振荡器频率为4KHz左右，幅度置最小（逆时针到底），直流稳压电源输出置于±2V档。
五、实验步骤：1、了解移相器/相敏检波器/低通滤波器模块面板上的符号布局，接入电源±15V及地线。
2、根据如下的电路进行接线，将音频振荡器的信号0˚输出端和移相器及相敏检波器输入端Vi相接，把示波器两根输入线分别接至相敏检波器的输入端Vi和输出端Vo组成一个测量线路。
3、将主控台电压选择拨段开关拨至+2V档位，改变参考电压的极性（通过DC端输入+2V或者-2V），观察输入和输出波形的相位和幅值关系。
由此可得出结论，当参考电压为正时，输入和输出同相；当参考电压为负时，输入和输出反相。
4、调整好示波器，调整音频振荡器的幅度旋钮，示波器输出电压为峰-峰值4V，通过调节移相器和相敏检波器的电位器，使相敏检波器的输出Vo为全波整流波形。
六、思考题：根据实验结果，可以知道相敏检波器的作用是什么？移相器在实验线路中的作用是什么？（即参考端输入波形相位的作用）。
实验九交流全桥的应用——振动测量实验一、实验目的：了解利用交流电桥测量动态应变参数的原理与方法。
二、基本原理：对于交流应变信号用交流电桥测量时，桥路输出的波形为一调制波，不能直接显示其应变值，只有通过移相检波和滤波电路后才能得到变化的应变信号，此信号可以从示波器读得。
三、需用器件与单元：音频振荡器、低频振荡器、万用表（自备）、应变式传感器实验模块、移相/相敏检波/低通滤波器模块、振动源模块、示波器（自备）。
相敏检波器实验
实验八相敏检波器实验一、实验目的：了解相敏检波器的原理及工作情况。
二、基本原理：相敏检波器模块示意图如下所示，图中Vi为输入信号端，Vo为输出端，AC为交流参考电压输入端，DC为直流参考电压输入。
当有脉冲符号的两个端子为附加观察端。
三、需用器件与单元：移相器/相敏检波器/低通滤波器模块、音频振荡器、双踪示波器（自备）、直流稳压电源±15V、±2V、转速/频率表、数显电压表。
四、旋钮初始位置：转速/频率表置频率档，音频振荡器频率为4KHz左右，幅度置最小（逆时针到底），直流稳压电源输出置于±2V档。
五、实验步骤：1、了解移相器/相敏检波器/低通滤波器模块面板上的符号布局，接入电源±15V及地线。
2、根据如下的电路进行接线，将音频振荡器的信号0˚输出端和移相器及相敏检波器输入端Vi相接，把示波器两根输入线分别接至相敏检波器的输入端Vi和输出端Vo组成一个测量线路。
3、将主控台电压选择拨段开关拨至+2V档位，改变参考电压的极性（通过DC端输入+2V或者-2V），观察输入和输出波形的相位和幅值关系。
由此可得出结论，当参考电压为正时，输入和输出同相；当参考电压为负时，输入和输出反相。
4、调整好示波器，调整音频振荡器的幅度旋钮，示波器输出电压为峰-峰值4V，通过调节移相器和相敏检波器的电位器，使相敏检波器的输出Vo为全波整流波形。
六、思考题：根据实验结果，可以知道相敏检波器的作用是什么？移相器在实验线路中的作用是什么？（即参考端输入波形相位的作用）。
实验九交流全桥的应用——振动测量实验一、实验目的：了解利用交流电桥测量动态应变参数的原理与方法。
二、基本原理：对于交流应变信号用交流电桥测量时，桥路输出的波形为一调制波，不能直接显示其应变值，只有通过移相检波和滤波电路后才能得到变化的应变信号，此信号可以从示波器读得。
三、需用器件与单元：音频振荡器、低频振荡器、万用表（自备）、应变式传感器实验模块、移相/相敏检波/低通滤波器模块、振动源模块、示波器（自备）。
实验八IIR滤波器的算法
实验八IIR 滤波器的算法一、实验目的和任务1．理解并掌握IIR 数字滤波器的机理；2. 掌握设计IIR 数字滤波器的原理和方法；3. 观察IIR 滤波器的频域特性。
二、实验原理1、设计原理（1）脉冲响应不变法所谓脉冲相应不变法就是使数字滤波器的单位脉冲响应序列h(n)等于模拟滤波器的单 位冲击响应和a h (t)的采样值。
（2）双向性变换法：由于s 平面和z 平面的单值双线性映射关系为s ＝11211z T z ---+其中T 为采样周期。
因此，若已知模拟滤波器的传递函数，将上式代入即可得到数字 滤波器的系统函数H(z)。
在双线性变换中，模拟角频率和数字角频率的变换关系为22wtg T Ω= 可见，Ω和w 之间的变换关系为非线性的。
3三、IIR 滤波器的设计 参考实例一：IIR 低通滤波（Butterworth ）% IIR Lowpass Use Butterworthclear;fs=20;fpass=4;fstop=5;Ap=0.5;As=10;wp=2*pi*fpass/fs;ws=2*pi*fstop/fs;omegap=tan(wp/2);omegas=tan(ws/2);ep=sqrt(10^(Ap/10)-1);es=sqrt(10^(As/10)-1);N=ceil(log(es/ep)/log(omegas/omegap));omega0=omegap/ep^(1/N);K=floor(N/2);for i=1:Ktheta(i)=pi*(N-1+2*i)/(2*N);endfor i=1:KG(i)=omega0^2/(1-2*omega0*cos(theta(i))+omega0^2);endfor i=1:Ka1(i)=2*(omega0^2-1)/(1-2*omega0*cos(theta(i))+omega0^2);endfor i=1:Ka2(i)=(1+2*omega0*cos(theta(i))+omega0^2)/(1-2*omega0*cos(theta(i))+omega0 ^2);endif K<(N/2)G0=omega0/(omega0+1);a0=(omega0-1)/(omega0+1);endw=0:pi/300:pi;Hw2=1./(1+(tan(w/2)/omega0).^(2*N));plot(w/pi,Hw2);grid;参考实例二：IIR高通滤波（Butterworth）% IIR Hightpass Use Butterworthclear;fs=20;fpass=5;fstop=4;Ap=0.5;As=10;wp=2*pi*fpass/fs;ws=2*pi*fstop/fs;omegap=cot(wp/2);omegas=cot(ws/2);ep=sqrt(10^(Ap/10)-1);es=sqrt(10^(As/10)-1);N=ceil(log(es/ep)/log(omegas/omegap));omega0=omegap/ep^(1/N);K=floor(N/2);for i=1:Ktheta(i)=pi*(N-1+2*i)/(2*N);endfor i=1:KG(i)=omega0^2/(1-2*omega0*cos(theta(i))+omega0^2);endfor i=1:Ka1(i)=-2*(omega0^2-1)/(1-2*omega0*cos(theta(i))+omega0^2);endfor i=1:Ka2(i)=(1+2*omega0*cos(theta(i))+omega0^2)/(1-2*omega0*cos(theta(i))+omega0 ^2);endif K<(N/2)G0=omega0/(omega0+1);a0=-(omega0-1)/(omega0+1);endw=(0+eps):pi/300:pi;Hw2=1./(1+(cot(w/2)/omega0).^(2*N));plot(w/pi,Hw2);grid;参考实例三：IIR带通滤波（Butterworth）% IIR Bandpass Use Butterworthclear;fs=20;fpa=2;fpb=4;fsa=1.5;fsb=4.5;Ap=0.0877;As=16.9897;wpa=2*pi*fpa/fs;wpb=2*pi*fpb/fs;wsa=2*pi*fsa/fs;wsb=2*pi*fsb/fs;c=sin(wpa+wpb)/(sin(wpa)+sin(wpb));omegap=abs((c-cos(wpb))/sin(wpb));omegasa=(c-cos(wsa))/sin(wsa);omegasb=(c-cos(wsb))/sin(wsb);omegas=min(abs(omegasa),abs(omegasb));ep=sqrt(10^(Ap/10)-1);es=sqrt(10^(As/10)-1);N=ceil(log(es/ep)/log(omegas/omegap));omega0=omegap/ep^(1/N);K=floor(N/2);for i=1:Ktheta(i)=pi*(N-1+2*i)/(2*N);endfor i=1:KG(i)=omega0^2/(1-2*omega0*cos(theta(i))+omega0^2);endfor i=1:Ka1(i)=4*c*(omega0*cos(theta(i))-1)/(1-2*omega0*cos(theta(i))+omega0^2);endfor i=1:Ka2(i)=2*(2*c^2+1-omega0^2)/(1-2*omega0*cos(theta(i))+omega0^2);endfor i=1:Ka3(i)=-(4*c*(omega0*cos(theta(i))+1))/(1-2*omega0*cos(theta(i))+omega0^2); endfor i=1:Ka4(i)=(1+2*omega0*cos(theta(i))+omega0^2)/(1-2*omega0*cos(theta(i))+omega0 ^2);endif K<(N/2)G0=omega0/(1+omega0);a0(1)=-2*c/(1+omega0);a0(2)=(1-omega0)/(1+omega0); endw=(0+eps):pi/300:pi;Hw2=1./(1+((c-cos(w))./(omega0*sin(w))).^(2*N));plot(w/pi,Hw2);grid;参考实例四：IIR带阻滤波（Butterworth）% IIR Bandstop Use Butterworthclear;fs=20;fpa=1.5;fpb=4.5;fsa=2;fsb=4;Ap=0.5;As=10;wpa=2*pi*fpa/fs;wpb=2*pi*fpb/fs;wsa=2*pi*fsa/fs;wsb=2*pi*fsb/fs;c=sin(wpa+wpb)/(sin(wpa)+sin(wpb));omegap=abs(sin(wpb)/(c-cos(wpb)));omegasa=sin(wsa)/(cos(wsa)-c);omegasb=sin(wsb)/(cos(wsb)-c);omegas=min(abs(omegasa),abs(omegasb));ep=sqrt(10^(Ap/10)-1);es=sqrt(10^(As/10)-1);N=ceil(log(es/ep)/log(omegas/omegap));omega0=omegap/ep^(1/N);K=floor(N/2);theta=zeros(1,K);for i=1:Ktheta(i)=pi*(N-1+2*i)/(2*N);endG=zeros(1,K);a1=zeros(1,K);a2=zeros(1,K);for i=1:KG(i)=omega0^2/(1-2*omega0*cos(theta(i))+omega0^2);endfor i=1:Ka1(i)=2*(omega0^2-1)/(1-2*omega0*cos(theta(i))+omega0^2);endfor i=1:Ka2(i)=(1+2*omega0*cos(theta(i))+omega0^2)/(1-2*omega0*cos(theta(i))+omega0 ^2);endif K<(N/2)G0=omega0/(omega0+1);a0=(omega0-1)/(omega0+1);endw=(0+eps):pi/300:pi;Hw2=1./(1+(sin(w)./(omega0*(c-cos(w)))).^(2*N));plot(w/pi,Hw2);grid;参考实例五：IIR低通滤波（chebyshev 1）% IIR Lowpass Use Chebyshev Type 1clear;fs=20;fpass=4;fstop=5;Ap=0.5;As=10;wp=2*pi*fpass/fs;ws=2*pi*fstop/fs;omegap=tan(wp/2);omegas=tan(ws/2);ep=sqrt(10^(Ap/10)-1);es=sqrt(10^(As/10)-1);e=es/ep;w=omegas/omegap;N=ceil(log(e+sqrt(e^2-1))/log(w+sqrt(w^2-1)));a=log(1/ep+sqrt(1/ep^2+1))/N;omega0=omegap*sinh(a);K=floor(N/2);theta=zeros(1,K);omega=zeros(1,K);for i=1:Ktheta(i)=pi*(N-1+2*i)/(2*N);endfor i=1:Komega(i)=omegap*sin(theta(i));endG=zeros(1,K);a1=zeros(1,K);a2=zeros(1,K);for i=1:KG(i)=(omega0^2+omega(i)^2)/(1-2*omega0*cos(theta(i))+omega0^2+omega(i)^2 );endfor i=1:Ka1(i)=2*(omega0^2+omega(i)^2-1)/(1-2*omega0*cos(theta(i))+omega0^2+omega (i)^2);endfor i=1:Ka2(i)=(1+2*omega0*cos(theta(i))+omega0^2+omega(i)^2)/(1-2*omega0*cos(theta (i))+omega0^2+omega(i)^2);endif K<(N/2)G0=omega0/(omega0+1);a0=(omega0-1)/(omega0+1);elseH0=sqrt(1/(1+ep^2));endf=0:1/300:10;Hf2=1./(1+ep^2*(cheby(N,tan(pi*f/fs)/omegap)).^2);plot(f,abs(Hf2));grid;参考实例六：IIR低通滤波（chebyshev 1）% IIR Lowpass Use Chebyshev Type 2clear;fs=20;fpass=4;fstop=5;Ap=0.5;As=10;wp=2*pi*fpass/fs;ws=2*pi*fstop/fs;omegap=tan(wp/2);omegas=tan(ws/2);ep=sqrt(10^(Ap/10)-1);es=sqrt(10^(As/10)-1);e=es/ep;w=omegas/omegap;N=ceil(log(e+sqrt(e^2-1))/log(w+sqrt(w^2-1)));a=log(es+sqrt(es^2+1))/N;omega0=omegas/sinh(a);K=floor(N/2);for i=1:Ktheta(i)=pi*(N-1+2*i)/(2*N);endfor i=1:Komega(i)=omegas/sin(theta(i));endfor i=1:KG(i)=(1+omega(i)^-2)/(1-2*omega0^-1*cos(theta(i))+omega0^-2+omega(i)^-2);endfor i=1:Ka1(i)=2*(1-omega0^-2+omega(i)^-2)/(1-2*omega0^-1*cos(theta(i))+omega0^-2+ omega(i)^-2);endfor i=1:Ka2(i)=(1+2*omega0^-1*cos(theta(i))+omega0^-2+omega(i)^-2)/(1-2*omega0^-1* cos(theta(i))+omega0^-2+omega(i)^-2);endfor i=1:Kb1(i)=2*(1-omega(i))/(1+omega(i));endif K<(N/2)G0=omega0/(omega0+1);a0=(omega0-1)/(omega0+1);elseH0=sqrt(1/(1+ep^2));endf=(0+eps):1/100:10;Hf2=(cheby(N,omegas./tan(pi*f/fs))).^2./((cheby(N,omegas./tan(pi*f/fs))).^2+es^2); plot(f,abs(Hf2));grid;。
滤波器实验报告
滤波器实验报告第一点：滤波器实验原理与类型滤波器作为信号处理的核心工具，其基础在于对信号的选择性处理。
实验中，我们首先通过研究不同类型的滤波器来深入理解其工作原理和特性。
1.1 理想滤波器：理想的滤波器具有无限的带宽和完美的截止特性，其实际上是不存在的，但它是设计其他类型滤波器的基础。
理想的低通滤波器（Low Pass Filter, LPF）允许低于特定频率的信号通过，而高于该频率的信号则被完全抑制。
对应的，高通滤波器（High Pass Filter, HPF）则允许高于特定频率的信号通过，而低于该频率的信号则被抑制。
理想带通滤波器（Band Pass Filter, BPF）和带阻滤波器（Band Stop Filter, BSF）则更加复杂，分别允许一定频率范围的信号通过和阻止一定频率范围的信号。
1.2 实际滤波器：实际应用中的滤波器都会受到物理限制，如元件的电阻、电容、电感等，导致实际滤波器的特性与理想滤波器有所不同。
常用的实际滤波器包括有源滤波器和无源滤波器。
有源滤波器包含有放大元件，可以对信号的幅度进行调整；无源滤波器则不包含放大元件，主要通过电路元件的阻抗变换来实现滤波功能。
1.3 滤波器设计方法：在实验中，我们探讨了不同的滤波器设计方法，包括巴特沃斯设计、切比雪夫设计、椭圆设计等。
每种设计方法都有其独特的频率响应特性，适用于不同的应用场景。
第二点：滤波器实验设计与实现实验的核心在于设计和实现一个滤波器，以达到特定的滤波效果。
这一部分我们将详细讨论实验中涉及的设计步骤和实现方法。
2.1 滤波器参数确定：首先，根据实验需求确定滤波器的参数，包括截止频率、滤波器的阶数、类型（低通、高通、带通、带阻等）。
这些参数将直接影响滤波器的性能。
2.2 滤波器设计：在确定了滤波器参数后，我们使用专业的滤波器设计软件，如MATLAB，来设计滤波器的传递函数。
设计过程中，我们可以根据需要选择不同的滤波器设计方法，以达到最佳的滤波效果。
滤波器实验报告
20 62.76 150.60
装 订 线
Pspice 仿真：
P.6
实验名称：无源滤波器和有源滤波器
4.测量带阻滤波器的幅频特性：
Freq/kHz 0.1 0.5
2
3
PVRMS/mV 351.40 332.15 212.33 157.42 AVRMS/mV 701.92 634.40 321.96 223.37
实验原理：
线
滤波器是一种能使有用频率信号通过，同时抑制无用频率信号的电子装置，根据是否含有有源器件，
可分为无源滤波器及有源滤波器。
滤波器的一般结构如下：
A( j) A( j) e j ()
其中
A( j)
为滤波器传递函数的模，() 为相位角，时延特性
，其定义为
d
d
。
截止频率（归一化幅频特性在幅度为 0.707 时对应的频率，该频率对应的点为半功率点）。 根据幅频特性所表示的通过或阻止信号频率范围的不同，滤波器可分为 a)低通滤波器(LPF)、b)高通滤 波器（HPF）、c)带通滤波器（BPF）和 d)带阻滤波器（BEF）四种。
左图为无源带通滤波器，右图为有源带通滤波器； 4.测量带阻滤波器的幅频特性：
左图为无源带阻滤波器，右图为有源带阻滤波器； 以上所有电路中电阻值 510Ω，电容值 0.1μF。
P.3
实验名称：无源滤波器和有源滤波器
五、实验数据记录和处理
1.测量低通滤波器的幅频特性：
Frequency/kHz 0.1
P.2 实验名称：无源滤波器和有源滤波器 三、主要仪器设备 1.PC 机以及 NI myDAQ 便携式数据采集设备各一套； 2.面包板以及元器件若干。 四、操作方法和实验步骤 1.测量低通滤波器的幅频特性：
实验八M序列发生及眼图观测实验
实验八 M序列发生及眼图观测实验
四、实验原理
1、M序列
移位时 钟节拍
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
表1 m序列发生器状态转移流程图
第1级 a n1
0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1
第2级
an2
0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0
二、实验预习要求
认真预习《通信原理》中关于M序列及 眼图有关章节的内容。
通信工程专业实验室
实验八 M序列发生及眼图观测实验
三、实验仪器仪表
1、70MHz双踪数字存储示波器一台 2、实验模块：
数字编码模块——M序列输出 数字时钟信号源模块 眼图观测及白噪声输出模块
通信工程专业实验室
实验八 M序列发生及眼图观测实验
通信工程专业实验室
实验八 M序列发生及眼图观测实验
四、实验原理
2、眼图
所谓“眼图”，就是由解调后经过低通 滤波器输出的基带信号，以码元定时作为同 步信号在示波器屏幕上显示的波形。干扰和 失真所产生的传输畸变，可以在眼图上清楚 地显示出来。因为对于二进制信号波形，它 很像一只人的眼睛。
眼图是指利用实验的方法估计和改善（通
实验八 M序列发生及眼图观测实验
实验八 M序列发生及 眼图观测实验
【实验性质】：验证性实验
通信工程专业实验室
实验八 M序列发生及眼图观测实验
一、实验目的
1、掌握M序列等伪随机码的发生原理。 2、了解伪随机码在通信电路中的作用。 3、掌握眼图的观测。
通信工程专业实验室
实验八 M序列发生及眼图观测实验
t
实验 滤波器
实验滤波器一、实验目的1.了解日常生活中滤波器的作用;2.学会调用MATLAB信号处理工具箱中滤波器设计函数（或滤波器设计分析工具fdatool）设计各种IIR数字滤波器，学会根据滤波需求确定滤波器指标参数;3.掌握IIR数字滤波器的MATLAB实现方法;4.通过观察滤波器输入输出信号的时域波形及其频谱，建立数字滤波的概念。
二、实验仪器MATLAB三、实验原理设计IIR数字滤波器一般采用间接法（脉冲响应不变法和双线性变换法），应用最广泛的是双线性变换法。
基本设计过程是：①先将给定的数字滤波器的指标转换成过渡模拟滤波器的指标；②设计过渡模拟滤波器；③将过渡模拟滤波器系统函数转换成数字滤波器的系统函数。
MATLAB信号处理工具箱中的各种IIR数字滤波器设计函数都是采用双线性变换法。
第六章介绍的滤波器设计函数butter、cheby1 、cheby2 和ellip可以分别被调用来直接设计巴特沃斯、切比雪夫1、切比雪夫2和椭圆模拟和数字滤波器。
本实验要求调用函数直接设计IIR数字滤波器。
本实验的数字滤波器的MATLAB实现是指调用MA TLAB信号处理工具箱函数filter对给定的输入信号x(n)进行滤波，得到滤波后的输出信号y(n）。
四、实验内容及步骤1.列举日常生活中滤波器的作用2.调用信号产生函数mstg产生由三路抑制载波调幅信号相加构成的复合信号st，该函数还会自动绘图显示st的时域波形和幅频特性曲线。
3.要求将st中三路调幅信号分离，通过观察st的幅频特性曲线，分别确定可以分离st中三路抑制载波单频调幅信号的三个滤波器（低通滤波器、带通滤波器、高通滤波器）的通带截止频率和阻带截止频率。
要求滤波器的通带最大衰减为0.1dB,阻带最小衰减为60dB。
提示：抑制载波单频调幅信号的数学表示式为0001()cos(2)cos(2)[cos(2())cos(2())]2c c c s t f t f t f f t f f t ππππ==-++ 其中，cos(2)c f t π称为载波，f c 为载波频率，0cos(2)f t π称为单频调制信号，f 0为调制正弦波信号频率，且满足0c f f >。
音频信号的滤波
Matlab实验八：音频信号的滤波实验夏心怡（06010136）（东南大学，南京 210000）摘要：编写matlab程序分别录制一段男声，女声和童声，将录制的声音信号分别通过5kHz，3kHz，2kHz，1kHz，500Hz 的四阶巴特沃斯低通和高通滤波器后与原声音信号进行比较，观察信号发生的变化，注意讲话的内容是否可以听清，总结出传输接收端的听众能听清谈话者内容的语音信号带宽以及不同频率的声音通过滤波器后产生的不同的变化。
关键词：matlab 音频滤波带宽变化实验原理及简介夏心怡，1993，女，湖北，电子科学与工程专业，506493537@ 1.1设计原理Matlab可以驱动计算机上的多媒体卡外接的麦克风来实现声音信号的采集，并经过处理后通过多媒体卡上的喇叭播放出来，我们可以利用这个功能通过多媒体卡完成声音信号的采集和处理。
1.2 实验程序简介在matlab中声音的采集过程首先需要定义一个录音的对象，例如本次试验中，录音函数rec_sound中就定义了一个名为R的录音对象R=audiorecorder(Fs,16,1),其中Fs是设定的取样率，16代表取样的位数，1代表是单声道取样；其次要使用record命令对建立的录音对象R进行录音record(R)；由于录音结果存放在录音对象中，并不能直接当成matlab的数据变量进行处理，所以采用x=getaudiodata(R)命令将录音对象r中的数据导出到变量x中；最后用stop命令结束录音过程stop(R)。
具体的录音函数rec_sound代码如下：function x=rec_sound(time,Fs) R=audiorecorder(Fs,16,1);record(R);pause(time);pause(R);x=getaudiodata(R);stop(R);声音信号的播放部分与采集过程大致类似，只是所用命令有所不同，这里不再赘述。
具体的播放函数play_sound代码如下：function y=play_sound(x,Fs)P=audioplayer(x,Fs);[M,N]=size(x);T=max(M,N)/Fs;play(P)pause(T);有了这两个函数，就可以实现声音信号的录制和播放了。
信号的滤波实验报告
信号的滤波实验报告信号的滤波实验报告引言信号的滤波是一种常见的信号处理技术，它通过改变信号的频谱特性来实现信号的去噪、增强或调整。
滤波器是信号处理中的重要工具，它可以根据需要选择合适的滤波算法和参数，对信号进行滤波处理。
本实验旨在通过实际操作和观察，深入了解信号滤波的原理和应用。
实验设备和方法实验中使用的设备包括信号发生器、示波器和滤波器。
首先，我们使用信号发生器产生一个频率为1kHz的正弦波信号作为原始信号。
然后，将原始信号输入到滤波器中进行滤波处理。
最后，将滤波后的信号通过示波器进行观测和分析。
实验结果与分析在实验中，我们选择了一个低通滤波器进行滤波处理。
低通滤波器可以通过去除高频成分来平滑信号。
我们将滤波器的截止频率设置为500Hz，以便观察信号在不同频率范围内的变化。
首先，我们观察了原始信号和滤波后的信号在时域上的波形。
通过示波器的显示，我们可以清楚地看到原始信号是一个频率为1kHz的正弦波，而滤波后的信号则变得更加平滑。
滤波后的信号波形在振幅和频率上与原始信号相比有所改变，但整体形态基本保持一致。
接下来，我们进行了频谱分析，以了解滤波器对信号频谱的影响。
通过示波器的频谱显示功能，我们可以观察到原始信号的频谱主要集中在1kHz处，而滤波后的信号的频谱则在500Hz处有明显的衰减。
这说明滤波器成功地去除了原始信号中的高频成分，使得滤波后的信号频谱更加集中在低频范围内。
进一步地，我们对滤波后的信号进行了幅频特性分析。
通过改变滤波器的截止频率，我们可以观察到滤波后信号的振幅响应随频率变化的情况。
实验结果显示，当截止频率较低时，滤波器对高频成分的抑制效果较好，滤波后信号的振幅较小；而当截止频率较高时，滤波器对高频成分的抑制效果较差，滤波后信号的振幅较大。
这说明滤波器的截止频率可以根据实际需求进行调整，以实现不同频率范围内信号的滤波处理。
结论通过本次实验，我们深入了解了信号滤波的原理和应用。
滤波器可以有效地去除信号中的噪声和干扰，使信号更加平滑和清晰。