杭州电子科技大学电磁场与电磁波实验报告低通滤波器设计与优化

电子科技大学信号与系统实验项目三

图3.3-1信号输入连续LTI系统
图3.3-1中，
)
通过测量输入、输出的正弦波信号幅度，计算输入、输出的正弦波信号幅度比值，可以得到系统的幅频特性在处的测量值。改变可以测出不同频率处的系统幅频特性。
四、实验内容
打开PC机端软件SSP.EXE，在下拉菜单“实验选择”中选择“实验三”；使用串口电缆连接计算机串口和实验箱串口，打开实验箱电源。
（2）为什么实验内容（二）中，低通滤波器与高通滤波器串联会得到带通滤波器？
五、实验结果
（一）、低通滤波器的幅频特性测量
表3.3-1
频率（kHz）
0.1
0.2
0.6
1.0
1.4
1.8
2.2
2.6
3.0
3.4
3.8
4.2
4.6
5.0
输入幅度（v）
2.15
2.14
2.02
2.08
2.13
2.10
2.05
2.11
2.05
2.11
2.10
2.06
2.08
2.01
2.13
2.14
输出幅度（v）
1.54
1.58
1.45
1.39
1.29
1.18
1.02
0.84
0.76
0.60
0.50
0.43
0.32
0.25
输出/输入
幅度比值H
0.72
0.74
0.72
0.670.610.56Fra bibliotek0.50
0.40
0.36
0.29
0.24
0.21
图3.3-2观察输入正弦波的连线示意图

电磁场与微波技术实验报告.

电磁场与微波技术实验报告班级：学号：姓名：目录目录 (2)实验2 微带分支线匹配器 (3)一、实验目的： (3)二、实验原理 (3)三、实验内容 (3)四、实验步骤 (3)实验三四分之一波长阻抗变换器 (15)实验目的 (15)实验原理 (15)单节4λ阻抗变换器 (16)多节4λ阻抗变换器 (16)实验内容 (17)实验步骤 (18)实验4 低通滤波器 (31)实验目的 (31)实验原理 (31)低通原型滤波电路 (32)Richards变换 (32)Kuroda变换 (33)实验内容 (33)实验步骤 (33)总结 (41)完成任务 (41)问题及解决 (41)心得与体会 (41)实验2 微带分支线匹配器一、实验目的：1．熟悉支节匹配器的匹配原理2. 了解微带线的工作原理和实际应用3．掌握Smith图解法设计微带线匹配网络二、实验原理支节匹配器是在主传输线上并联适当的电纳（或者串联适当的电抗），用附加的反射来抵消主传输线上原来的反射波，以达到匹配的目的。

单支节匹配器，调谐时主要有两个可调参量：距离d和由并联开路或短路短截线提供的电纳。

匹配的基本思想是选择d，使其在距离负载d处向主线看去的导纳Y是Y0+jB 形式。

然后，此短截线的电纳选择为-jB，根据该电纳值确定分支短截线的长度，这样就达到匹配条件。

双支节匹配器，通过增加一支节，改进了单支节匹配器需要调节支节位置的不足，只需调节两个分支线长度，就能够达到匹配（但是双支节匹配不是对任意负载阻抗都能匹配的，即存在一个不能得到匹配的禁区）。

三、实验内容已知：输入阻抗Zin=75欧负载阻抗Zl=（64+j35）欧特性阻抗Z0=75欧介质基片εr=2.55，H=1mm假定负载在2G赫兹时实现匹配，利用图解法设计微带线单支节和双支节匹配网络，假设双支节网络分支线与负载的距离d1=四分之一波长，两分支线之间的距离为d2=八分之一波长。

画出几种可能的电路图并且比较输入端反射系数幅度从1.8GHz至2.2GHz 的变化四、实验步骤（一）：单支节匹配在史密斯圆图上找到等反射系数圆和g=1圆的交点，有两个点与其匹配。

(完整版)fir低通滤波器设计(完整版)

电子科技大学信息与软件工程学院学院标准实验报告（实验）课程名称数字信号处理电子科技大学教务处制表电子科技大学实验报告学生姓名：学号：指导教师：实验地点：实验时间：14-18一、实验室名称：计算机学院机房二、实验项目名称：fir 低通滤波器的设计三、实验学时：四、实验原理：1. FIR 滤波器FIR 滤波器是指在有限范围内系统的单位脉冲响应h[k]仅有非零值的滤波器。

M 阶FIR 滤波器的系统函数H(z)为()[]Mkk H z h k z-==∑其中H(z)是kz-的M 阶多项式，在有限的z 平面内H(z)有M 个零点，在z平面原点z=0有M 个极点.FIR 滤波器的频率响应()j H e Ω为 0()[]Mj jk k H e h k e Ω-Ω==∑它的另外一种表示方法为()()()j j j H e H e e φΩΩΩ=其中()j H e Ω和()φΩ分别为系统的幅度响应和相位响应。

若系统的相位响应()φΩ满足下面的条件()φαΩ=-Ω即系统的群延迟是一个与Ω没有关系的常数α，称为系统H(z)具有严格线性相位。

由于严格线性相位条件在数学层面上处理起来较为困难，因此在FIR 滤波器设计中一般使用广义线性相位。

如果一个离散系统的频率响应()j H e Ω可以表示为()()()j j H e A e αβΩ-Ω+=Ω其中α和β是与Ω无关联的常数，()A Ω是可正可负的实函数，则称系统是广义线性相位的。

如果M 阶FIR 滤波器的单位脉冲响应h[k]是实数，则可以证明系统是线性相位的充要条件为[][]h k h M k =±-当h[k]满足h[k]=h[M-k],称h[k]偶对称。

当h[k]满足h[k]=-h[M-k],称h[k]奇对称。

按阶数h[k]又可分为M 奇数和M 偶数，所以线性相位的FIR 滤波器可以有四种类型。

2. 窗函数法设计FIR 滤波器窗函数设计法又称为傅里叶级数法。

电子科大射频实验报告_

电子科技大学通信射频电路实验报告学生姓名：学号：指导教师：实验一选频回路一、实验内容：1.测试发放的滤波器实验板的通带。

记录在不同频率的输入下输出信号的幅度，并绘出幅频响应曲线。

2.设计带宽为5MHz，中心频率为39MHz，特征阻抗为50欧姆的5阶带通滤波器。

3.在ADS软件上对设计出的带通滤波器进行仿真。

二、实验结果：(一)低通滤波器数据记录及幅频响应曲线低通滤波器幅频响应曲线(二)带通滤波器数据记录及幅频响应曲线频率/MHz 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4幅度/mV 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.006 0.006 频率/MHz 4.5 5 5.2 5.4 5.6 5.8 6 6.2 6.4 幅度/mV 0.006 0.0008 1.2 1.6 2.2 3 7.2 11.4 19.8 频率/MHz 6.6 6.8 7 7.2 7.4 7.6 7.8 8 8.2 幅度/mV 36.4 58 60 52.8 49.6 50 52.8 57.6 66.4 频率/MHz 8.4 8.6 8.8 9 9.2 9.4 9.6 9.8 10幅度/mV 78.4 96 124 166 232 344 440 444 340 频率/MHz 10.2 10.4 10.6 10.8 11 11.2 11.4 11.6 11.8 幅度/mV 360 348 360 400 464 528 512 452 392频率/MHz 12 12.4 12.6 12.8 13 13.2 13.4 13.6 13.8 幅度/mV 340 288 290 276 218 148 94.4 64 44.8 频率/MHz 14 14.2 14.4 14.6 14.8 15. 15.2 15.4 15.6 幅度/mV 32.4 24 18.4 14.4 11.2 9 7.4 6 2.6 频率/MHz 15.8 16 16.2 16.4 16.6 16.8 17 17.5 18幅度/mV 2.2 2 1.4 1.2 1 1 1 0.006 0.004 频率/MHz 18.5 19 19.5 20幅度/mV 0.006 0．004 0.006 0.004带通滤波器幅频响应曲线三、仿真实验(一)设计步骤1.先设计带宽为5MHz，特征阻抗为50Ω,带宽为39MHz的LPF。

信号的滤波实验报告

一、实验目的1. 理解信号滤波的基本原理和过程。

2. 掌握常用滤波器的设计方法和性能特点。

3. 学会使用滤波器对实际信号进行处理，提高信号质量。

二、实验原理信号滤波是信号处理的重要环节，其目的是去除信号中的噪声，提取有用的信号信息。

根据滤波器对信号频率特性的影响，滤波器可以分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。

三、实验仪器与设备1. 信号发生器2. 示波器3. 滤波器设计软件（如MATLAB）4. 实验电路板四、实验内容1. 低通滤波器设计（1）设计一个6阶巴特沃斯低通滤波器，截止频率为300Hz。

（2）使用MATLAB进行滤波器设计，并绘制滤波器的幅频响应曲线。

（3）将设计好的滤波器应用于实际信号，观察滤波效果。

2. 高通滤波器设计（1）设计一个6阶切比雪夫I型高通滤波器，截止频率为500Hz。

（2）使用MATLAB进行滤波器设计，并绘制滤波器的幅频响应曲线。

（3）将设计好的滤波器应用于实际信号，观察滤波效果。

3. 带通滤波器设计（1）设计一个6阶椭圆带通滤波器，中心频率为1000Hz，带宽为200Hz。

（2）使用MATLAB进行滤波器设计，并绘制滤波器的幅频响应曲线。

（3）将设计好的滤波器应用于实际信号，观察滤波效果。

4. 滤波器性能比较（1）比较不同滤波器的幅频响应曲线，分析其性能特点。

（2）分析不同滤波器在滤波效果和滤波速度方面的优缺点。

五、实验结果与分析1. 低通滤波器设计的低通滤波器在截止频率以下具有良好的滤波效果，在截止频率以上信号基本被滤除。

实际信号经过滤波后，噪声明显减少，信号质量得到提高。

2. 高通滤波器设计的高通滤波器在截止频率以上具有良好的滤波效果，在截止频率以下信号基本被滤除。

实际信号经过滤波后，低频噪声被有效去除，信号质量得到提高。

3. 带通滤波器设计的带通滤波器在中心频率附近具有良好的滤波效果，在中心频率以外信号基本被滤除。

实际信号经过滤波后，只保留了有用的信号信息，噪声和干扰被有效去除。

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。

电磁场实验二

《微波技术与天线实验》课程实验报告实验二:集总参数滤波器设计学院通信工程学院班级13083414学号13081405姓名田昕煜指导教师魏一振2015年11 月11 日实验名称：1.实验目的一：通过此次实验，我们需要熟悉集总参数滤波器软件仿真过程，且通过亲自实验来熟悉MWO2003的各种基本操作。

二：本次实验我们需要用到MWO2003的优化和Tune等工具，要求熟练掌握MWO 提供的这些工具的使用方法和技巧2.实验内容设计一低通滤波器要求如下：1、通带频率范围：0MHz～400MHz2、增益参数 S 21 ：通带内 0MHz～400MHz S 21 >--0.5dB3、阻带内 600MHZ 以上 S 21 <-50dB4、反射系数 S 11 ：通带内 0MHz～400MHz S 11 <-10dB3.实验结果电路设计如下图然后在软件中按照设计的要求做如下的优化要求然后点击运行就可以得到仿真的结果了，我们还可以对结果进一步进行优化，利用优化选项，使用随机优化，点击开始优化，可以是结果更加理想。

之后再点开Tuner微调，多次调试后发下如下参数比较合理得到仿真结果如下4.思考题（1）如果要你设计的是高通滤波器，与前面相比，需要变化那几个步骤？首先需要改变电路图的结构，如下图将原来的电容接地改成电感接地。

之后在优化参数进行重新设置。

也就是将原来0~400MHZ的优化条件改成400MHZ~MAX的频率范围。

原来的600~MAX的改为0~600MHZ的频率范围。

如下图之后重复上述仿真可以得到如下结果可见这样设计并不是十分的完美，在0~300MHZ内基本满足条件，在之后增益略微有偏差。

反射系数在某个区域内比较符合。

（2）你在优化设计过程中，那些参量调解对优化结果影响最大？（最敏感）利用TUNE进行略微条件，观察波形的变化。

可以总结出电容中：调节电容C1(位于最左边的电容)对波形的影响最大。

电感中：调节电感L3(位于最中间的电感)对波形的影响最大。

滤波器电路实验设计报告

滤波器电路实验设计报告
涉及内容要求：
1.实验背景介绍
2.实验目的、内容及要求
3.滤波器的原理讲解
4.搭建滤波器原理电路
5.滤波器实测数据分析
6.总结
一、实验背景
滤波器是电路中常用的重要元器件，它可以实现对低频或高频信号的分离，以达到消除多余信息的目的。

滤波器可以根据其结构形式分为各种类型，如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器、滤波器阶跃响应等。

实验中将搭建低通滤波器。

二、实验目的
本次实验的主要目的是熟悉滤波器的原理，学习搭建滤波器的实验与实测数据的分析，了解滤波器的工作原理和特点。

三、实验内容及要求
1.理解滤波器的概念，了解其工作原理。

2.搭建低通滤波器电路，用调整可变电阻调节输出频率。

3.采用频率可扫的脉冲信号为输入，测量输出信号的幅值和相位，绘制出对应的频率响应曲线。

4.记录实验数据，绘制频率响应曲线，并进行分析。

四、滤波器的原理讲解。

电子科大电子实验RC低通滤波器的设计与测试

三、实验内容
现代电子技术实验
1. 幅频和相频特性的测量
2. 幅频和相频特性曲线
3. 定量画出在2fc时，输入和输出的相位差波形
国家工科电工电子基础教学基地
国家级实验教学示范中心
现代电子技术实验
1. 幅频和相频特性测量
自建RC低通滤波器，输入Ui=1V的正弦信号，完成下表：
频率（Hz）
0.01 fc
+
双
+
口
Ui
网
U0
-
络
-
f 101 102 103 104 105 106 c
lfg f
带宽可由输出电压从最大值下降到0.707倍时的频率来定义
工程上横轴采用对数坐标
5. 点频法测量相频特性曲线：
现代电子技术实验
() U0 Ui
X1 360
X
双迹法（截距法）测量相位差
现代电子技术实验
实验八 RC低通滤波器的设计与测试
国家工科电工电子基础教学基地
国家级实验教学示范中心
现代电子技术实验
预习情况检查
1.如何用电阻和电容构成低通滤波器？ 2.低通滤波器的转折频率与RC的关系？ 3.截至频率是多少？
国家工科电工电子基础教学基地
国家级实验教学示范中心
一.实验目的
现代电子技术实验
其中
H ( j) U0
Ui
………… 转移函数的幅频特性
() U0 Ui ………… 转移函数的相频特性
现代电子技术实验
2.一阶RC低通滤波电路
转移函数:
1
H ( j) U0 jC 1
Ui R 1 1 jR其幅频特性

有源低通滤波器设计报告

有源低通滤波器设计报告一、引言低通滤波器是一种常用的信号处理电路，其作用是将输入信号中高频成分滤除，只保留低频成分。

有源低通滤波器是一种使用放大器实现的滤波器，具有较高的增益和更好的性能。

本文将介绍有源低通滤波器的设计步骤，以及设计过程中需要考虑的一些关键因素。

二、设计步骤 1. 确定需求在设计有源低通滤波器之前，需要明确设计的目标和要求。

例如，确定截止频率、增益要求、滤波器类型等。

2.选择合适的放大器根据设计要求选择合适的放大器。

常用的有源低通滤波器电路包括共射放大器、共集放大器和共栅放大器等。

根据不同的应用需求选择最适合的放大器类型。

3.计算滤波器参数根据设计要求计算滤波器的参数。

主要包括截止频率、增益和滤波器阶数等。

可以使用标准公式或者滤波器设计软件进行计算。

4.选择合适的元件根据计算结果选择合适的元件。

放大器的增益、电容和电阻等元件的参数需要根据设计要求进行选择。

注意元件的可用性和成本。

5.绘制电路图根据选择的放大器和元件，绘制出滤波器的电路图。

需要注意电路的布局和连接方式，确保电路的稳定性和可靠性。

6.进行模拟仿真利用电路设计软件进行模拟仿真。

通过输入不同频率的信号，观察输出信号的频率响应和波形。

根据仿真结果进行调整和优化。

7.制作原型电路根据电路图制作原型电路。

选择合适的元件进行焊接和连接。

8.进行实际测试将原型电路连接到信号源和示波器，输入测试信号进行实际测试。

观察测试结果，并与设计要求进行比较。

根据测试结果对电路进行调整和优化。

9.总结和改进根据实际测试结果总结设计过程中的经验和不足之处。

如果实际测试结果与设计要求不符，需要进行改进和优化。

三、设计过程中需要考虑的关键因素 1. 截止频率选择根据具体应用需求选择合适的截止频率。

如果截止频率过高，会滤除过多的信号，导致信息丢失。

如果截止频率过低，可能无法滤除足够多的高频噪声。

2.增益控制确定所需的增益水平。

增益过高可能引起放大器的非线性失真，增益过低可能导致信号无法满足要求。

有源低通滤波器设计报告

有源低通滤波器设计报告报告：有源低通滤波器设计一、介绍二、设计原理有源低通滤波器常采用放大器作为主要组成部分。

其基本原理是利用放大器的增益特性，可以将低频信号通过放大器放大后输出，而高频信号则被隔离。

具体而言，放大器的增益在低频时较高，而在高频时较低。

因此，通过合理选择放大器增益和截止频率，可以实现滤除高频信号的目的。

三、步骤1.确定设计要求：首先，需要明确所需滤波器的截止频率。

根据实际需求和信号频率分析，选择适当的截止频率，以确定滤波器的性能指标。

2.选择电路组成元件：根据设计要求，选择合适的电路元件。

有源低通滤波器通常由电容、电阻和放大器构成。

3.设计放大器参数：根据所选定的放大器模型，计算出放大器的增益，以及在截止频率处的增益值。

根据设计要求和放大器参数，计算电容值和电阻值。

4.组装电路：按照设计要求，将电容、电阻和放大器等元件连接起来，形成滤波器电路。

5.测试电路性能：使用信号发生器为滤波器输入不同频率的信号，并通过示波器来观察输出波形。

根据输出波形和设计要求，验证滤波器的性能。

四、实验结果在本次实验中，我们选择了一个截止频率为1kHz的有源低通滤波器。

根据所选的放大器模型，计算出其在1kHz处的增益值为10倍。

根据公式，我们得出了所需的电容和电阻数值。

我们按照设计要求，将电阻和电容连接到放大器的相应引脚上，形成滤波器电路。

使用信号发生器产生不同频率的信号输入到滤波器中，并通过示波器观察输出波形。

测试结果显示，滤波器将高频信号有效地滤除，只有低频信号被通过。

在截止频率1kHz附近，滤波器的增益为10倍。

而在高频区域，滤波器的增益明显下降。

五、总结与展望通过本次实验，我们成功设计并实现了一个有源低通滤波器。

滤波器能够有效地滤除高频信号，只有低频信号被通过。

在滤波器的设计过程中，我们按照一定原理和步骤，选择了合适的电路元件，计算出合适的电容和电阻值。

然而，本次实验中的滤波器只能用于滤除高频信号，而无法通过调整参数实现截止频率的变化。

实验三FIR滤波器设计与实现

电子科技大学电子工程学院标准实验报告（实验）课程名称DSP技术电子科技大学教务处制表电子科技大学实验报告学生姓名：学号：指导教师：实验地点：实验时间：一、实验室名称：DSP技术实验室二、实验项目名称：FIR滤波器设计与实现三、实验学时：4四、实验目的：1.熟悉BF609开发板WL-BF609-EDU硬件平台。

2.熟悉CCES开发软件平台的使用，掌握CCES集成开发环境的基本操作和常用功能，掌握CCES工程的创建、程序编写、编译和调试。

3.掌握DSP中FIR滤波器设计、实现的方法。

五、实验内容：1.了解BF609开发板WL-BF609-EDU。

2.熟悉CCES集成开发环境的基本操作和常用功能。

3.学习实验指导书中的低通滤波器设计与实现，验证滤波效果。

4.独立设计、实现FIR高通滤波器，并验证滤波效果。

六、实验环境：1.预装开发环境Cross Core Embedded Studio 1.0.2的计算机。

2.BF609开发板一套。

3. ADDS HPUSB-ICE 仿真器一套。

七、实验步骤：输入条件：1MHz 的点频信号，峰值为1；10M 的点频信号，峰值为0.5；采样时钟40MHz 。

滤波器：17阶低通滤波器。

输出：保留10MHz 的点频信号，滤除1M 的点频信号。

1.用MATLAB 设计FIR 高通滤波器FIR 滤波器原理有M 个权系数（抽头）的FIR 滤波器，如下图所示。

滤波器的输入为随机过程()x n ，输出为10()()M i i y n w x n i -*==-∑其中，i w 表示横向滤波器的权系数。

......图M 抽头的FIR 滤波器定义输入信号向量和权向量分别为 ()[(),(1),(1)]T n x n x n x n M =--+x011[,,,]T M w w w -=w则输出可表示为()()()H T y n n n *==w x x w2.FIR滤波器高通滤波器实现(学习实验指导书中的低通滤波实验，独立完成高通滤波的DSP实现)生成Rb1.dat中数据，即滤波器权系数的m代码：close all;clear all;clc;f1=1e6;T1=1/f1;f2=10e6;T2=1/f2;T=1/40e6;t=0:T:1.6e-6-T;s1=cos(2*pi*f1*t);s2=0.5*cos(2*pi*f2*t);Rs1=round(s1*64);Rs2=round(s2*64);fid = fopen('Rs1.dat','w');fprintf(fid,'%g\t,',Rs1);fclose(fid)fid = fopen('Rs2.dat','w');fprintf(fid,'%g\t,',Rs2);fclose(fid)n=16;wn=0.35;b=fir1(n,wn,'high');freqz(b,1);Rb=round(b*1024);fid = fopen('Rb1.dat','w');fprintf(fid,'%g\t,',Rb);fclose(fid)结果：Rb1.dat中的数据为-2 ,-5 ,-4 ,17 ,42 ,12 ,-114 ,-280 ,666 ,-280 ,-114 ,12 ,42 ,17 ,-4 ,-5, -2 ,八、FIR高通滤波器代码输入条件：1MHz的点频信号，峰值为1；10M的点频信号，峰值为0.5；采样时钟40MHz。

电子科大数字信号处理实验4_滤波器设计

电子科技大学实验报告学生姓名Shrimp 学号：指导教师：一、实验室名称：数字信号处理实验室二、实验项目名称：数字滤波器的设计及实现三、实验原理：一．数字滤波器设计：1．数字滤波器设计步骤：（1）根据给定的滤波器设计要求，得到参数化描述，即通带，阻带截止频率p ω和s ω，通带阻带纹波p δ和s δ等数据。

（2）找一个数字系统函数G(z)，使其频率响应逼近设计要求。

（3）择合适的滤波器结构对满足要求的传递函数G(z)进行实现。

2．数字滤波器设计中的注意事项：（1）设计要求的参数化：图1给出了一个典型的数字低通滤波器的幅频特性说明。

理解每个参数的物理含义。

（2）滤波器类型选择：在数字滤波器实现中可选择IIR 滤波器和FIR滤波器两种。

在实现相同幅频特性时，IIR 滤波器的阶数会相对FIR 滤波器的更低；而在实现中，对相同阶数的两种滤波器来看，对每个采样值所做的乘法数量，IIR 约为FIR 的两倍；另外，FIRS ω - P ω- P ω S ω 通带阻带过渡带图1.典型的数字LPF 幅频特性还可以方便地设计成线性相位滤波器。

总的来说，IIR 滤波器除不能实现线性相位这一点外，由于阶数的原因，从计算复杂度上较FIR 滤波器有很大的优势。

根据以上这些区别，结合实际的设计要求，就可以选择一款合适的滤波器。

（3）波器设计的方法：由于IIR 滤波器和FIR 滤波器各自的结构特点，所以它们的设计方法也不一样。

在IIR 滤波器的设计中，常用的方法是：先根据设计要求寻找一个合适的模拟原型滤波器)(s H a ，然后根据一定的准则将此模拟原型滤波器转换为数字滤波器)(z G ，即为我们需要设计的数字滤波器。

在FIR 滤波器设计中，一般使用比较直接的方法：根据设计的要求在时域对理想的冲击响应序列进行加窗逼近，或从频域对需要实现的频率响应特性进行采样逼近然后进行反FFT 。

（4）波器阶数估计：IIR 滤波器的阶数就等于所选的模拟原型滤波器的阶数，所以其阶数确定主要是在模拟原型滤波器设计中进行的。

低通滤波器-实验报告

1.概述低通滤波器ＬＰＦ是滤除噪声用得最多的滤波器。

由于高阶有源低通滤波器的每个滤波节皆由二阶滤波器和一阶滤波器组成。

我们设计一个巴特沃兹二阶有源低通滤波器。

并使用电子电路仿真软件进行性能仿真。

（2）巴特沃斯低通滤波器的幅频特性为：n c uo u A j A 211)(⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ωωω . . . . . . （1）其中Auo 为通带内的电压放大倍数，ωC 为截止角频率，n 称为滤波器的阶。

从（1）式中可知，当ω=0时，（1）式有最大值1；ω=ωC 时，（1）式等于0.707，即Au 衰减了 3dB ；n 取得越大，随着ω的增加，滤波器的输出电压衰减越快，滤波器的幅频特性越接近于理想特性。

当 ω>>ωC 时， n c uo u A j A ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛≈ωωω1)( . . . . . . （2）两边取对数，得：lg 20cuo u n A j A ωωωlg 20)(-≈ . . . . . . （3）此时阻带衰减速率为： -20ndB/十倍频或-6ndB/倍频，该式称为计算公式。

2.工作原理图图2-1低通滤波器原理图2-2低通滤波器原理图工作原理：（1）滤波器是具有频率选择作用的电路或运算处理系统。

滤波处理可以利用模拟电路实现，也可以利用数字运算处理系统实现。

滤波器的工作原理是当信号与噪声分布在不同频带中时，可以在频率与域中实现信号分离。

在实际测量系统中，噪声与信号的频率往往有一定的重叠，如果重叠不严重，仍可利用滤波器有效地抑制噪声功率，提高测量精度。

任何复杂地滤波网络，可由若干简单地、相互隔离地一阶与二阶滤波电路级联等效构成。

一阶滤波电路只能构成低通和高通滤波器，而不能构成带通和带阻。

可先设计一个一阶滤波电路来熟悉电路设计思路以及器件使用要求和软件地进一步学习。

有源滤波器地设计，主要包括确定传递函数，选择电路结构，选择有源器件与计算无源元件参数四个过程。

巴特沃斯滤波器的特点是通频带内的频率响应曲线最大限度平坦，没有起伏，而在阻频带则逐渐下降为零。

微波低通滤波器实验报告

微波低通滤波器实验报告实验报告标题：微波低通滤波器实验一、实验目的：1.掌握微波低通滤波器的基本原理；2.了解微波低通滤波器的电路结构；3.通过实验验证微波低通滤波器的性能。

二、实验器材和仪器：1.微波信号源2.微波功率计3.微波频谱分析仪4.微波低通滤波器5.微波衰减器6.BNC电缆7.BNC-T型连接器8.计算机三、实验原理：四、实验步骤：1.将微波信号源、微波功率计、微波频谱分析仪按照实验连接图连接好，保证信号的输入和输出的连续性。

2.将微波低通滤波器与微波信号源相连接。

3.调节微波信号源的频率，通过微波功率计和微波频谱分析仪测量输出信号的功率和频谱。

4.将微波衰减器串联在微波低通滤波器的输入端，逐步增加衰减量，记录输出信号功率与频谱的变化。

5.将实验数据导入计算机，绘制出输出信号功率与频率的曲线。

五、实验结果：实验数据如下：微波信号源频率（GHz），输出信号功率（dBm）------------------，-----------------2.4，-20.53.0，-21.03.6，-21.24.2，-21.84.8，-22.55.4，-23.06.0，-23.56.6，-24.07.2，-24.57.8，-25.0六、实验讨论：根据实验结果，可以看出输出信号功率随着输入信号频率的增加而逐渐减小，表明微波低通滤波器对高频信号有较好的衰减效果。

此外，随着输入信号频率的提高，输出信号功率的降低速度也逐渐增加，说明该微波低通滤波器在高频范围内的滤波效果更为显著。

七、实验总结：本次实验通过测量微波低通滤波器在不同频率下的输出信号功率，验证了该滤波器对高频信号的衰减作用。

实验结果表明，在设定的频率范围内，输出信号功率随着频率的增加而逐渐减小。

同时，实验也巩固了基本的微波实验技能，提高了对微波低通滤波器的理解。

杭州电子科技大学电磁场与电磁波实验报告高通滤波器设计与优化

电磁场与电磁波实验报告
一、实验名称：
高通滤波器优化与调试
二、实验目的：
设计一个高通滤波器并且对其进行优化。

要求:
1>f0 = 500MHz；f1 = 350MHz；
2> 频率范围：f = 10MHz～1GHz；
3>S11<-20dB，(f> f0)；
4>S21>-0.5dB，(f> f0)；
5> S21<-45dB，(f< f1)。

三、实验步骤与内容：
（1）新建工程，并新建原理图；
（2）调整参数，期望达到如下效果：S11在500MHz之后小于-20dB，S21在500MHz之后约为0dB，350MHz之前小于-45dB。

（3）设置优化目标，进行优化；四、实验结果及分析：
（1）电路原理图：
图1
（2）优化结果：
1>目标设为当f <f1时，s21<-45dB
图2
1>`目标设为当f< f1时，s21<-50dB
图3
五、实验心得：
通过本次实验，基本掌握了AWR的基本操作及其界面结构。

学会了高通滤波器的设计与优化，懂得了软件对于技术的重要性。

另外对于高通滤波器也有了更进一步的认识，收获颇丰。

电子科技大学信号处理实验4_数字滤波器设计及实现

电子科技大学实验报告一、实验室名称：数字信号处理实验室二、实验项目名称：数字滤波器设计及实现三、实验原理：1. 数字滤波器设计步骤：（1）根据给定的滤波器设计要求，得到参数化描述，即通带，阻带截止频率p ω和s ω，通带阻带纹波p δ和s δ等数据。

（2）找一个数字系统函数G(z)，使其频率响应逼近设计要求。

（3）择合适的滤波器结构对满足要求的传递函数G(z)进行实现。

2. 数字滤波器设计中的注意事项：（1）设计要求的参数化：图4-1给出了一个典型的数字低通滤波器的幅频特性说明。

理解每个参数的物理含义。

（2）滤波器类型选择：在数字滤波器实现中可选择IIR 滤波器和FIR 滤波器两种。

在实现相同幅频特性时，IIR 滤波器的阶数会相对FIR 滤波器的更低；而在实现中，对相同阶数的两种滤波器来看，对每个采样值所做的乘法数量，IIR 约为FIR 的两倍；另外，FIR 还可以方便地设计成)( ω j e G Pδ + 1 Pδ - 1 •sδ S ω - P ω- P ω S ω 通带阻带过渡带ω图4-1典型的数字LPF 幅频特性线性相位滤波器。

总的来说，IIR 滤波器除不能实现线性相位这一点外，由于阶数的原因，从计算复杂度上较FIR 滤波器有很大的优势。

根据以上这些区别，结合实际的设计要求，就可以选择一款合适的滤波器。

（3）波器设计的方法：由于IIR 滤波器和FIR 滤波器各自的结构特点，所以它们的设计方法也不一样。

在IIR 滤波器的设计中，常用的方法是：先根据设计要求寻找一个合适的模拟原型滤波器)(s H a ，然后根据一定的准则将此模拟原型滤波器转换为数字滤波器)(z G ，即为我们需要设计的数字滤波器。

在FIR 滤波器设计中，一般使用比较直接的方法：根据设计的要求在时域对理想的冲击响应序列进行加窗逼近，或从频域对需要实现的频率响应特性进行采样逼近然后进行反FFT 。

电磁场与电磁波研究性报告

微波滤波器的理论与仿真摘要用插入损耗法设计滤波器。

对于不同的滤波器，通过对阻抗和频率定标，根据滤波器原型参数的表格提供的数据查到对应滤波器元件值，然后进行滤波器的转换。

通过利用Richard变换和Kuroda恒定式，得到滤波器的理论参数。

最后，用Ansoft Designer2.0软件对它进行仿真，并将结果与理论值比较。

本论文以最大平坦低通滤波器为例进行介绍。

关键词滤波器 Richard变换 Kuroda恒定式abstractUse insertion loss method design filter. For different filter, through to the impedance and frequency scaling, according to filter prototype parameters of the data to check form provides corresponding filters and filter component values, the conversion. Through the use of Richard transformation and Kuroda constant type, get filter theory parameters. Finally, using Ansoft Designer2.0 software on it, and simulation and the result with the theoretical comparison. This paper with the maximum flat low-pass filter for example was introduced. keywordsFilter Richard transform Kuroda constant type Section 1：引言滤波器有各种配置：低通、高通、带通和带阻或频带抑制滤波器。

滤波器电路实验设计报告

滤波器电路实验设计报告实验目的：设计并实现一个滤波器电路，能够在给定频率范围内对输入信号进行滤波，实现信号的去噪和频率分离功能。

实验原理：本实验中将设计一个低通滤波器，根据其滤波特性来实现目标信号的频率分离。

低通滤波器的传递函数为H(s)=1/(s+ω_c)，其中s为复变量，ω_c为截止频率。

传递函数的幅频特性曲线类似于一个递减的斜率。

实验器材：1.函数发生器：用于产生测试信号；2.示波器：用于观察输入信号和滤波后的输出信号；3.电阻、电容：用于构建滤波器电路；4.电压表、电流表等用于测量电路参数。

实验步骤：1.根据设计要求选择合适的电阻和电容数值，计算截止频率ω_c；2.根据传递函数H(s)=1/(s+ω_c)构建滤波器电路，可以选择RC低通滤波器、激励电容式低通滤波器等形式；3.连接测试线路，将测试信号输入滤波器电路，同时观察输入信号和输出信号；4.调节函数发生器的频率，在一定范围内遍历频率，并观察输出信号的变化；5.根据实际的测试结果，分析滤波器电路的效果，验证设计的目标是否达到。

实验结果与分析：根据实际测试数据，可以绘制输入信号和输出信号的波形图，并根据波形图来分析滤波器电路的效果。

输入信号经过滤波器电路后，输出信号呈现出明显的去噪效果，高频成分被抑制，低频成分得到保留。

截止频率为ω_c处，输出信号幅度开始下降，当频率越过截止频率后，输出信号幅度急剧下降。

实验结论：通过本次实验，成功设计并实现了一个滤波器电路。

滤波器电路能够根据设计要求对输入信号进行滤波，实现了信号的去噪和频率分离的功能。

实验结果表明，滤波器电路能够有效地抑制高频成分，并保留低频成分。

实验中还可以根据具体需求调整截止频率和电路参数，进一步优化滤波器电路的性能。

此外，也可以尝试设计其他类型的滤波器电路，比如高通滤波器、带通滤波器等，以满足不同的应用需求。