实验5-无源滤波器和有源滤波器
无源和有源滤波器
成绩信息与通信工程学院实验报告（操作性实验）课程名称：信号与系统实验题目：无源和有源滤波器一、实验目的和任务1、了解RC 无源和有源滤波器的种类、基本结构及其特性2、分析和对比无源和有源滤波器的滤波特性二、实验仪器及器件1、信号与系统实验箱2、双踪示波器三、实验内容及原理1、滤波器是对输入信号的频率具有选择性的一个二端口网络，它允许某些频率（通常是某个频带范围）的信号通过，而其它频率的信号受到衰减或抑制，这些网络可以由RLC 元件或RC元件构成的无源滤波器，也可以由RC元件和有源器件构成的有源滤波器。
2、根据幅频特性所表示的通过或阻止信号频率范围的不同，滤波器可分为低通滤波器（LPF）、高通滤波器（HPF）、带通滤波器（BPF）和带阻滤波器（BEF）四种。
把能够通过的信号频率范围定义为通带，把阻止通过或衰减的信号频率范围定义为阻带。
而通带与阻带的分界点的频率ω称为截止频率或称转折频率。
图 4-1 中的|H(jω)|为通带的电压放大倍数，cω0 为中心频率，ωcL 和ωcH 分别为低端和高端截止频率。
图4-1 各种滤波器的理想频幅特性四种滤波器的实验线路如图 4-2 所示：(a)无源低通滤波器(b)有源低通滤波器(c)无源高通滤波器(d)有源高通滤波器(e)无源带通滤波器(f)有源带通滤波器(g)无源带阻滤波器(h)有源带阻滤波器图4-2 各种滤波器的实验线路图3、图 4－3 所示，滤波器的频率特性 H（jω）（又称为传递函数），它用下式表示H(jω)=u2=A(ω)∠θ(ω)u1（4－1）式中 A（ω）为滤波器的幅频特性，θ(ω)为滤波器的相频特性。
它们都可以通过实验的方法来测量。
+U1-四、实验步骤图4-3 滤波器1、滤波器的输入端接正弦信号发生器或扫频电源，滤波器的输出端接示波器或交流数字毫伏表。
2、测试无源和有源低通滤波器的幅频特性。
（1）测试 RC 无源低通滤波器的幅频特性。
用图 4-2-1（a）所示的电路，测试 RC 无源低通滤波器的特性。
有源和无源滤波器实验报告
有源和无源滤波器实验报告1. 引言滤波器是信号处理中常用的工具，用于去除信号中的噪声或选择特定频率范围的信号。
滤波器可以分为有源和无源滤波器两种类型。
有源滤波器使用了一个或多个放大器来增强输入信号的能力，而无源滤波器则不使用放大器来改变信号的幅值。
本实验旨在比较有源和无源滤波器的性能差异，并对其进行测试和评估。
2. 实验目的本实验的目的是通过设计和测试有源和无源滤波器来了解它们的工作原理和性能特点，并对其进行比较。
3. 实验材料•信号发生器•电阻•电容•电感•示波器•多用表•连接线4. 实验步骤4.1 有源低通滤波器设计和测试1.根据所给的电路图，连接有源低通滤波器电路。
2.使用信号发生器产生一个频率为1000Hz的正弦波信号作为输入信号。
3.使用示波器测量输入和输出信号的幅值。
4.记录输入和输出信号的幅值，并计算增益。
5.将信号发生器的频率逐步调整，重复步骤3和4，以获得有源低通滤波器的频率响应曲线。
4.2 无源高通滤波器设计和测试1.根据所给的电路图，连接无源高通滤波器电路。
2.使用信号发生器产生一个频率为1000Hz的正弦波信号作为输入信号。
3.使用示波器测量输入和输出信号的幅值。
4.记录输入和输出信号的幅值，并计算增益。
5.将信号发生器的频率逐步调整，重复步骤3和4，以获得无源高通滤波器的频率响应曲线。
4.3 结果分析与比较1.将有源低通滤波器和无源高通滤波器的频率响应曲线进行比较。
2.分析并比较它们的增益特性、截止频率以及对不同频率信号的响应情况。
5. 实验结果实验结果如下：5.1 有源低通滤波器频率响应曲线在实验中，我们测得有源低通滤波器的频率响应曲线如下图所示：在这里插入有源低通滤波器的频率响应曲线图5.2 无源高通滤波器频率响应曲线在实验中，我们测得无源高通滤波器的频率响应曲线如下图所示：在这里插入无源高通滤波器的频率响应曲线图6. 结论通过对有源低通滤波器和无源高通滤波器的设计和测试，我们得出以下结论：- 有源滤波器能够增强输入信号的能力，具有较高的增益。
实验5-无源滤波器和有源滤波器
一、实验目的1.熟悉模拟滤波器的构成及其特性；2.学会测量滤波器幅频特性的方法。
二、主要实验设备和软件1.PC机1台；2.NI myDAQ便携式数据采集设备1套；3.面包板1块，电阻、电容、原酸放大器（741）若干，导线。
三、实验原理模拟滤波器是一种能使有用频率信号通过而同时抑制（或大为衰减）无用频率信号的电子装置，工程上常用它作信号处理、数据传送和抑制干扰等。
以往的模拟滤波器电路主要采用无源元件R、L和C组成，成为无源滤波器。
集成运放获得迅速发展后，由它和R、C组成的有源滤波电路，具有不用电感、体积小、重量轻等优点，同时参数更易调节，覆盖的频率范围很宽。
四、实验内容和结果（仿真和实际实验数据）（1）无源低通滤波器XSC1（2）有源低通滤波器（3）无源高通滤波器R1510ΩR2510ΩC10.1µFC20.1µFV11 Vrms 500 Hz 0°XSC1A BExt Trig++__+_U1741324765132VCC15V VEE VEE VCC41XSC1（4）有源高通滤波器XSC1（5）无源带通滤波器（6）有源带通滤波器C1XSC1XSC1C3C4四、实验心得1.从仿真结果来看，有源滤波器在频率较大的情况下输出结果会有一个增大的过程，而无源滤波器是一直减小的。
从图中可以看出有源的通频带比无源的要宽，有源截止频率1.4k，通频带1.4k；无源截止频率1.2k，通频带1.2k。
2.有源和无源高通滤波器的仿真结果几乎一致，但实验数据差异较大。
通频带也差不多，截止频率大概在4k左右。
3.有源和无源带通滤波器仿真结果几乎一样，但是实际数据的幅频特性曲线不一样，有源的曲线比无源的要高，且最高点有向频率大的地方移。
无源的截止频率分别是1k和10k，通频带在9k左右，有源的截止频率在1k和8k左右，通频带在7k左右。
4.有源和无源带阻滤波器仿真结果和实验结果都几乎一致，截止频率在1k 和16k左右，通频带是小于1k和大于16k。
无源和有源滤波器实验报告
无源和有源滤波器实验报告无源和有源滤波器实验报告引言：滤波器是电子电路中常见的一个组件，它可以对信号进行处理，使得输出信号满足特定的频率响应要求。
根据电路中是否引入能量源，滤波器可以分为无源滤波器和有源滤波器两种类型。
本实验旨在通过搭建无源和有源滤波器电路，并对其进行测试和比较，以了解它们的工作原理和特性。
实验一：无源滤波器1.1 实验目的通过搭建无源滤波器电路，观察和分析其频率响应特性。
1.2 实验原理无源滤波器是指不引入能量源的滤波器，它主要由电感和电容组成。
在本实验中，我们将使用RC滤波器作为无源滤波器的代表。
RC滤波器由一个电阻和一个电容串联而成，通过改变电阻和电容的数值可以调节滤波器的截止频率。
1.3 实验步骤1）根据实验要求，选择合适的电阻和电容数值。
2）按照电路图搭建无源滤波器电路。
3）连接信号发生器和示波器，设置信号发生器输出正弦波信号。
4）逐渐调节信号发生器的频率，观察示波器上输出信号的振幅变化。
5）记录不同频率下的输出振幅，并绘制频率-振幅曲线。
1.4 实验结果与分析通过实验我们得到了频率-振幅曲线，可以看出在截止频率以下，输出信号的振幅基本保持不变，而在截止频率以上，输出信号的振幅逐渐减小。
这是因为在截止频率以下，电容对低频信号的阻抗较大，起到了滤波的作用；而在截止频率以上，电容对高频信号的阻抗较小，导致信号通过电容而无法被滤波。
实验二：有源滤波器2.1 实验目的通过搭建有源滤波器电路，观察和分析其频率响应特性。
2.2 实验原理有源滤波器是指引入能量源的滤波器，它可以通过放大器等有源元件来增强滤波效果。
在本实验中，我们将使用激励放大器和RC滤波器组成有源滤波器。
2.3 实验步骤1）根据实验要求，选择合适的电阻、电容和放大器数值。
2）按照电路图搭建有源滤波器电路。
3）连接信号发生器、放大器和示波器，设置信号发生器输出正弦波信号。
4）逐渐调节信号发生器的频率，观察示波器上输出信号的振幅变化。
无源滤波器和有源滤波器实验报告
无源滤波器和有源滤波器实验报告无源滤波器和有源滤波器实验报告引言滤波器在电子领域中起着至关重要的作用，它可以帮助我们去除信号中的噪声，提高信号的质量。
无源滤波器和有源滤波器是两种常见的滤波器类型，它们在电路结构和性能特点上有所不同。
本实验旨在通过搭建无源滤波器和有源滤波器电路，比较它们的滤波效果和特点。
实验一：无源滤波器无源滤波器是由被动元件（如电阻、电容、电感）构成的滤波电路。
在本实验中，我们选择了RC低通滤波器进行研究。
1. 实验目的通过搭建RC低通滤波器电路，研究其频率特性和滤波效果。
2. 实验步骤a. 准备工作：收集所需器件和元件，包括电源、电阻、电容、示波器等。
b. 搭建电路：按照电路图连接电阻和电容，接入电源和示波器。
c. 调节参数：调节电源电压和示波器参数，使电路正常工作。
d. 测试频率响应：输入不同频率的信号，观察输出波形和幅度变化。
3. 实验结果通过实验观察，我们得到了RC低通滤波器的频率响应曲线。
在低频情况下，输出信号基本与输入信号保持一致；而在高频情况下，输出信号的幅度会逐渐降低，起到了滤波的作用。
这是因为电容器在高频情况下的阻抗较小，导致信号通过电容器的路径而绕过电阻。
实验二：有源滤波器有源滤波器是由主动元件（如运算放大器）和被动元件组成的滤波电路。
在本实验中，我们选择了Sallen-Key低通滤波器进行研究。
1. 实验目的通过搭建Sallen-Key低通滤波器电路，研究其频率特性和滤波效果。
2. 实验步骤a. 准备工作：收集所需器件和元件，包括电源、运算放大器、电阻、电容、示波器等。
b. 搭建电路：按照电路图连接运算放大器、电阻和电容，接入电源和示波器。
c. 调节参数：调节电源电压和示波器参数，使电路正常工作。
d. 测试频率响应：输入不同频率的信号，观察输出波形和幅度变化。
3. 实验结果通过实验观察，我们得到了Sallen-Key低通滤波器的频率响应曲线。
与RC滤波器相比，Sallen-Key滤波器具有更好的滤波效果和增益稳定性。
有源无源滤波器实验报告
有源无源滤波器实验报告实验目的，通过实验，掌握有源和无源滤波器的基本原理和特点，了解其在电路中的应用。
一、实验原理。
有源滤波器是利用放大器的放大作用和反馈作用，通过RC、RL等滤波电路实现滤波功能。
无源滤波器是利用电感、电容等被动元件组成的滤波电路实现滤波功能。
有源滤波器一般具有较高的输入电阻和较低的输出电阻，可以满足各种输入输出阻抗的匹配。
无源滤波器一般具有较低的输入电阻和较高的输出电阻，适合于与高阻抗的负载匹配。
二、实验仪器和器件。
1. 信号发生器。
2. 示波器。
3. 电阻、电容、电感。
4. 运算放大器。
5. 电路板、连接线等。
三、实验内容。
1. 有源低通滤波器的实验。
（1）按照实验电路图连接电路；（2）调节信号发生器的频率和幅值，观察输出波形，并记录实验数据；（3）分析实验数据，得出有源低通滤波器的频率特性曲线。
2. 无源高通滤波器的实验。
（1）按照实验电路图连接电路；（2）调节信号发生器的频率和幅值，观察输出波形，并记录实验数据；（3）分析实验数据，得出无源高通滤波器的频率特性曲线。
四、实验结果与分析。
通过实验数据的记录和分析，我们得出了有源低通滤波器和无源高通滤波器的频率特性曲线。
可以清楚地看到，在一定频率范围内，有源滤波器和无源滤波器对信号的响应特性，从而验证了它们的滤波功能。
五、实验总结。
通过本次实验，我们深入理解了有源和无源滤波器的原理和特点，掌握了它们在电路中的应用。
同时，通过实验操作，提高了我们的动手能力和实验数据处理能力。
六、实验心得。
本次实验让我对有源无源滤波器有了更深入的了解，也提高了我的实验操作能力和数据分析能力。
在未来的学习和工作中，我会更加注重理论与实践相结合，不断提高自己的专业能力。
以上就是本次有源无源滤波器实验的实验报告，希望能对大家有所帮助。
无源与有源滤波器实验报告
无源与有源滤波器实验报告《无源与有源滤波器实验报告》实验背景：滤波器是一种能够滤除特定频率信号的电路元件，它在电子领域中有着广泛的应用。
在本次实验中，我们将探究无源与有源滤波器的工作原理和性能特点，并进行实验验证。
实验目的：1. 了解无源滤波器和有源滤波器的基本原理；2. 掌握无源滤波器和有源滤波器的性能特点；3. 进行实验验证，观察滤波器对不同频率信号的滤波效果。
实验原理：无源滤波器是指不包含放大器元件的滤波器，其工作原理主要依靠电容、电感和电阻等被动元件来实现信号的滤波。
而有源滤波器则包含放大器元件，能够在滤波过程中对信号进行放大和处理。
实验步骤：1. 搭建无源RC低通滤波器电路，输入不同频率的正弦信号，观察输出波形；2. 搭建有源RC低通滤波器电路，输入相同频率的正弦信号，观察输出波形；3. 对比无源和有源滤波器的频率特性和幅频特性，记录实验数据；4. 分析实验结果，总结无源和有源滤波器的性能特点。
实验结果：通过实验观察和数据记录，我们发现无源滤波器和有源滤波器在滤波效果上存在一定差异。
无源滤波器在滤波效果上受到元件损耗和放大器增益的限制，而有源滤波器能够通过放大器对信号进行放大和处理，具有更好的滤波性能。
实验结论：无源滤波器和有源滤波器在滤波效果和性能特点上存在一定差异，根据实际需求选择合适的滤波器对信号进行处理是非常重要的。
在实际应用中，需要根据具体的电路设计和信号处理要求来选择无源滤波器或有源滤波器，以达到最佳的滤波效果和性能表现。
通过本次实验，我们对无源与有源滤波器的工作原理和性能特点有了更深入的了解，这将有助于我们在实际应用中更好地选择和设计滤波电路，提高信号处理的效率和质量。
无源与有源滤波器实验报告
无源与有源滤波器实验报告无源与有源滤波器实验报告引言：滤波器是电子电路中常见的元件，用于去除信号中的噪声或者选择特定频率范围内的信号。
在本次实验中，我们将研究无源和有源滤波器的性能和特点。
一、实验目的本次实验的目的是通过搭建无源和有源滤波器电路，观察和比较它们的频率响应、增益和相位特性，以及对不同频率信号的滤波效果。
二、实验材料和方法实验所需材料包括电源、电阻、电容、运放等元件，以及示波器、信号发生器等仪器。
实验中我们将使用RC低通滤波器和运放反相放大器构建无源和有源滤波器电路。
三、实验步骤与结果分析1. 无源滤波器实验首先，我们搭建了一个RC低通滤波器电路。
通过调节电阻和电容的数值，我们可以改变滤波器的截止频率。
实验中我们将截止频率设置为1kHz，并输入不同频率的正弦信号。
通过示波器观察输出信号的波形和频率响应曲线，我们发现滤波器对高于截止频率的信号有较强的抑制作用，而对低于截止频率的信号则基本保持不变。
这表明无源滤波器具有低通滤波的特性。
2. 有源滤波器实验接下来，我们使用运放构建了一个反相放大器电路，并将其连接到RC低通滤波器的输出端。
通过调节运放的增益和截止频率，我们可以改变有源滤波器的性能。
在实验中，我们发现有源滤波器具有更高的增益和更好的频率响应。
当增益设置适当时，有源滤波器可以在保持信号的基本形态的同时，增强或减弱特定频率范围内的信号。
这种特性使得有源滤波器在音频放大和音响系统中得到广泛应用。
四、实验结论通过本次实验，我们对无源和有源滤波器有了更深入的了解。
无源滤波器适用于简单的低频滤波需求，具有简单、稳定的特点；而有源滤波器则适用于需要更高增益和更复杂滤波效果的应用。
然而，我们也要注意到有源滤波器在实际应用中可能会引入更多的噪声和失真，因此在设计和选择滤波器时需要综合考虑各种因素。
总之，滤波器作为电子电路中重要的组成部分，对信号处理起着关键的作用。
通过本次实验，我们对滤波器的原理和性能有了更深入的了解，这对我们今后的学习和应用将起到积极的促进作用。
有源无源滤波器实验报告
有源无源滤波器实验报告有源无源滤波器实验报告引言：滤波器是电子电路中常见的一个组件，它可以根据不同的频率特性来选择性地通过或者阻断信号。
有源滤波器和无源滤波器是两种常见的滤波器类型，它们在电路结构和性能上有所不同。
本实验旨在通过实际搭建电路并进行测试，比较有源滤波器和无源滤波器的特性和性能。
实验材料和方法：本实验使用的主要材料包括电阻、电容、电感、运放等。
实验中，我们将分别搭建有源低通滤波器和无源低通滤波器电路，并通过示波器观察和记录其频率响应曲线。
实验过程和结果：1. 有源滤波器实验首先，我们搭建了一个有源低通滤波器电路。
该电路由一个运放和几个电阻、电容组成。
我们通过改变电容的值，观察了滤波器的截止频率对输出信号的影响。
实验结果显示，当截止频率较低时，滤波器能够有效地滤除高频噪声，输出信号更为稳定。
但当截止频率较高时，滤波器的效果变差，输出信号中的高频成分较多。
2. 无源滤波器实验接下来，我们搭建了一个无源低通滤波器电路。
该电路由电阻和电容组成，没有运放等主动元件。
同样地，我们改变了电容的值，并观察了滤波器的截止频率对输出信号的影响。
与有源滤波器相比，无源滤波器的效果稍差。
在截止频率较低时，无源滤波器能够滤除一部分高频噪声，但仍有一些高频成分通过。
而在截止频率较高时，无源滤波器的滤波效果几乎可以忽略不计。
3. 比较和分析通过对比两种滤波器的实验结果，我们可以得出以下结论：（1）有源滤波器的性能优于无源滤波器。
有源滤波器通过运放等主动元件的放大作用，能够更有效地滤除高频噪声，输出信号更为纯净。
（2）无源滤波器虽然性能较差，但在一些简单的应用场景中仍然具有一定的实用性。
由于无源滤波器的结构简单，成本低廉，可以满足一些对滤波效果要求不高的应用需求。
（3）在实际应用中，我们需要根据具体的需求和预算来选择合适的滤波器类型。
如果对滤波效果有较高要求，有源滤波器是更好的选择；而对于一些预算有限的应用，无源滤波器可以作为一种经济实用的替代方案。
无源与有源滤波器实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除无源与有源滤波器实验报告篇一：(行业报告)信号与系统课程无源滤波器和有源滤波器实验报告(实践报告)(报告范文模板)注：共2份报告无源滤波器和有源滤波器实验报告一、课程实践题目：无源与有源滤波器二、课程实践目的与要求目的：1.了解Rc无源和有源滤波器的种类、基本结构及其特性2.分析和对比无源和有源滤波器的滤波特性要求：1.根据实验测量所得的数据，绘制各类滤波器的幅频特性。
对于同类型的无源和有源滤波器幅频特性要求绘制在同一坐标纸上，以便比较。
计算出各自特征频率、截止频率和通频带。
2.比较分析各类无源和有源滤波器的滤波特性。
三、实践内容1.测试无源和有源LpF(低通滤波器)的幅频特性.2.测试无源和有源hpF(高通滤波器)的幅频特性.3.测试无源和有源bpF(带通滤波器)的幅频特性.4.测试无源和有源beF(带阻滤波器)的幅频特性.四、实践原理1．滤波器是对输入信号的频率具有选择性的一个二端口网络，它允许某些频率（通常是某个频带范围）的信号通过，而其它频率的信号受到衰减或抑制，这些网络可以由RLc 元件或Rc元件构成的无源滤波器，也可以由Rc元件和有源器件构成的有源滤波器。
2．根据幅频特性所表示的通过或阻止信号频率范围的不同，滤波器可分为低通滤波器（LpF）、高通滤波器（hpF）、带通滤波器（bpF）和带阻滤波器（beF）四种。
把能够通过的信号频率范围定义为通带，把阻止通过或衰减的信号频率范围定义为阻带。
而通带与阻带的分界点的频率ωc称为截止频率或称转折频率。
图4-1中的|h(jω)|为通带的电压放大倍数，ω0为中心频率，ωcL和ωch分别为低端和高端截止频率。
图4-1各种滤波器的理想频幅特性2.四种滤波器的实验线路如图所示：(a)无源低通滤波器(b)有源低通滤波器(c)无源高通滤波器(d)有源高通滤波器图4-2-2(e)无源带通滤波器(f)有源带通滤波器图4-2-3(g)无源带阻滤波器(h)有源带阻滤波器图4-2-4图4-2各种滤波器的实验线路图3、图4－3所示，滤波器的频率特性h（jω）（又称为传递函数），它用下式表示h(j?)??2u?A(?)??(?)?1u（4－1）式中A（ω）为滤波器的幅频特性，θ(ω)为滤波器的相频特性。
实验五有源滤波器
实验五有源滤波器一．实验目的1．掌握由集成运放构成的有源滤波器。
2．进一步掌握频率特性的测试方法。
3．学会绘制对数频率特性曲线。
二．实验原理由运放和RC网络可以构成有源滤波器，与无源的LC滤波器相比较，它具(00ωωQ 式中 11R R A f vo +=RC10=ω voA Q -=31称为品质因数电路的幅频特性曲线如图5-2（b ）示，不同的Q 值，幅频特性曲线不同，通带外的幅频特性曲线以/40dB -十倍频衰减。
若电路设计得使7070Q .=，即23A vo -=，那么该滤波电路的幅频特性在通带内有最大平坦度，称为巴特沃兹（Botterworth ）滤波器。
例：低通滤波器（LPF ）设计实例要求设计一个LPF ，其截止频率为500Hz ，Q 值为0.707，0f f >>处的衰减速率不低于10/30dB 倍频。
首先，因为要求0f f >>处的衰减速率不低于10/30dB 倍频。
确定滤波器的阶数为2；然后 根据0f 的值选择电容C 的值，一般来讲，滤波器中电容的容量要小于1μF ，电阻的值至少要求Ωk 级。
假设取F 10C μ.=，则根据RCf π210=即 Z H R f 500101.02160=⨯⨯=-π 可求得Ω=3185R 。
最后再根据Q 值求1R 和f R ，因为707.0=Q ，即707.031=-A ，586.10=A ，又因为集成运放要求两个输入端的外接电阻对称，可得586.111=+R R f R R R R R f 2//1=+= 可得：Ω=k R 06.171，Ω=k R f 10。
三．实验内容1． 按图接好二阶低通有源滤波电路，取Ω=K 33R ，F 010C μ.=，Ω=K 27R 1，Ω=K 815R f .。
2．测试滤波器的幅频特性滤波器输入加正弦信号，维持信号的大小V 5V i =（有效值），改变信号的频率，测量在不同频率下输出电压值o V ，数据填入表5-1。
无源滤波器与有源滤波器的比较
无源滤波器与有源滤波器的比较滤波器是电子学中常用的一种电路元件，用于选择性地通过或者抑制信号的特定频率成分。
基于电路中是否需要外部电源供电的区分，滤波器可以分为无源滤波器和有源滤波器两种类型。
本文将对这两种滤波器进行比较，探讨它们的特点、适用范围以及各自的优缺点。
1. 无源滤波器无源滤波器是一种不需要外部电源供电的滤波器，它的工作原理基于被动元件（如电阻、电感、电容等）的组合。
无源滤波器常用的类型包括RC滤波器和RL滤波器。
无源滤波器的特点如下：1.1 简单：无源滤波器由于不需要外部电源，电路结构比较简单，便于设计和实现。
1.2 低功耗：由于没有功率放大器等主动元件，无源滤波器的能耗非常低。
1.3 适用范围窄：无源滤波器通常适用于处理低频信号（几百kHz 以下）。
对于高频信号，无源滤波器受到被动元件本身的频率特性限制，效果较差。
1.4 线性特性：无源滤波器的频率响应通常是线性的，可以较好地保持信号的幅度和相位特性。
2. 有源滤波器有源滤波器是一种需要外部电源供电的滤波器，它的工作原理基于被动元件和一个或多个主动元件（如晶体管、运放等）的组合。
有源滤波器也有多种类型，包括基于运放的Butterworth滤波器、摆脱电压振荡器和积分器等。
有源滤波器的特点如下：2.1 灵活性强：有源滤波器通过主动元件的放大作用可以提供较高的增益和更好的频率选择性，可以实现更复杂的滤波特性。
2.2 高精度：由于有源滤波器可以通过选择合适的主动元件和调整电路参数实现精确的滤波效果，因此具有较高的精度和稳定性。
2.3 宽频率范围：有源滤波器通常适用于处理宽频率范围的信号。
采用主动放大器的有源滤波器可以实现更高的截止频率。
2.4 需要电源供电：有源滤波器需要外部电源供电，相对于无源滤波器而言，设计和使用上稍微复杂一些。
3. 无源滤波器与有源滤波器的比较无源滤波器和有源滤波器在很多方面有着不同的特点和应用场景。
3.1 功耗和复杂度：无源滤波器功耗低，电路结构简单。
无源滤波器和有源滤波器
实验报告课程名称：信号分析与处理 指导老师： 成绩： 实验名称：无源滤波器有源滤滤波器 实验类型： 同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得一、实验目的和要求1. 熟悉滤波器的构成及其特性2. 学会测量滤波器幅频特性的方法二、实验内容和原理滤波器的一般结构如图所示。
图中的V i (t )表示输入信号，V o (t )为输出信号。
假设滤波器是一个线性时不变网络，则在复频域内有式中A (s )是滤波器的系统函数，一般为复数。
V o (s )和V i (s )分别对应输出、输入信号的拉普拉斯变换。
对于实际频率（s =j w ）来说，有）ωφωω(j )j ()j (e A A =。
这里ωωφ-)(为相频特性。
此外，在滤波器中关心的另一个量是时延特性ωωφωτd )(d )(-=。
通常用幅频也行来表征一个滤波电路的特性，欲使信号通过滤波器的失真很小，则相频和时延特性均需要考虑。
当相频特性为线性，而时延特性为常数时，输出信号不失真。
对于幅频特性，通常把能够通过的信号频率范围定义为通带，而把受阻或衰减的信号频率范围称为阻带，通带和阻带的界限频率称为截止频率，实际滤波器的截止频率一般指归一化幅频特性在幅为0.707（-3dB ）时对应的频率，若以信号的幅值平方表示信号功率，则该频率对应的点为半功率点。
理想滤波器在通带内应具有零衰减的幅频特性和线性的相频特性，而在阻带内应具有无限大的幅度衰减。
通常通带和阻带的相互位置不同，滤波器通常可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器和全通滤波器等。
无源滤波器主要由R 、L 、C 构成。
有源滤波器主要由运放、R 、C 构成，具有输入阻抗高、输出阻抗低、能够放大、缓冲信号等优点，得到了广泛的应用。
低通滤波器的功能是使频率为零到某一截止角频率H ω的低频信号通过，抑制其余频率大于H ω的信号，带宽H BW ω=。
无源和有源低通、高通、带通、带阻滤波器实验
无源和有源低通、高通、带通、带阻滤波器实验一、实验目的1、熟悉RC 无源和有源滤波器的种类、基本结构及其特性2、学习滤波器的幅频特性的测试方法3、比较RC 无源滤波器和有源低通滤波器的幅频特性 二、仪器设备1、TKSS －C 型信号与系统实验箱2、双踪示波器 三、原理说明滤波器是对输入信号的频率具有选择性的一个二端口网络，它允许某些频率（通常是某个频带范围）的信号通过，而其它频率的信号受到衰减或抑制，工程上常用它作信号处理、数据传输和抑制干扰等。
这些网络可以是由RLC 元件或RC 元件构成的无源滤波器，也可以是由RC 元件和有源器件构成的有源滤波器。
根据幅频特性所表示的通过或阻止信号频率范围的不同，滤波器可分为低通滤波器（LPF ）、高通滤波器（HPF ）、带通滤波器（BPF ）和带阻滤波器（BEF ）四种。
无源低通滤波器（R1=R2=1k Ω，C1=C2=0.01uF ）图2-1(a) 无源低通滤波器它的增益或转移电压函数为020220311)(311)(ωωωωωωωj RC RC j V V j K S +−=−+==(2-1)式中RC 10=ω称为中心频率。
其幅频特性为20220222220)(9)1(1)3()1(1)()(ωωωωωωωω+−=+−===RC C R V V j K K S(2-2)低通滤波器的幅频特性如图2-1(b)所示，图中实线为理想低通滤器的幅频特性，虚线为实际低通滤波器的幅频特性。
图2-1(b) 低通滤波器的幅频特性有源低通滤波器图2-1（c ）所示为一个二阶有源低通滤波器。
它的增益或转移电压函数)(ωj K 可用节点法求得。
（R1=R2=1k Ω，C1=C2=0.01uF ）图2-1(c)020222220211211)1(1)(ωωωωωωωωj cRj R C CR j V V j K S+−=+−=+==&& (2-3)于是幅频特性20222022222224114)1(1)(ωωωωωωω+⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−=+−=R C C R K (2-4)比较式(2-2)与式(2-4)，可以看出，它们在形式上完全相同。
有源、无源滤波器实验报告
实验五有源、无源滤波器一、实验目的1、熟悉滤波器构成及其特性。
2、学会测量滤波器幅频特性的方法。
二、实验仪器1、RIGOL DS10552D双踪示波器2、LTE-XH-03A信号与系统实验箱信号源及频率计模块S23、抽样定理及滤波器模块S3三、实验原理滤波器是一种能使有用频率信号通过而同时抑制(或大为衰减)无用频率信号的电子装置，工程上常用它作信号处理、数据传送和抑制干扰等。
这里主要是讨论模拟滤波器，以往这种滤波电路主要采用无源元件R、L和C组成，60年代以来，集成运放获得了迅速发展，由它和R、C组成的有源滤波电路，具有不用电感、体积小、重量轻等优点。
此外，由于集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高，输出阻抗又低，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。
但是，集成运放的带宽有限，所以目前有源滤波电路的工作频率难以做得很高，这是它的不足之处。
基本概念及初步定义1.初步定义滤波电路的一般结构如图所示，图中的v i(t)表示输入信号，v o(t)为输出信号。
假设滤波器是一个线性时不变网络，则在复频域内有A(s)=v i(t)/v o(t)v i(t)v o(t)滤波电路滤波器电路的一般结构式中A(s)是滤波电路的电压传递函数，一般为复数。
对于实际频率来说（s=jω）则有A(jω)=|A(jω)|e jφ(ω)这里|A(jω)|为传递函数的模，中φ(ω)为其相位角。
二阶RC滤波器的传输函数如下表所示:此外，在滤波电路中关心的另一个量是时延τ(ω)，它定义为τ(ω)=−dφ(ω)dω(s)通常用幅频响应来表征一个滤波电路的特性，欲使信号通过滤波器的失真很小，则相位和时延响应亦需考虑。
当相位响应中φ(ω)作线性变化，即时延响应τ(ω)为常数时，输出信号才可能避免失真。
2.滤波电路的分类对于幅频响应，通常把能够通过的信号频率范围定义为通带，而把受阻或衰减的信号频率范围称为阻带，通带和阻带的界限频率叫做截止频率f c。
无源滤波器和有源滤波器实验报告
无源滤波器和有源滤波器实验报告引言本实验旨在通过实际操作，研究和探索无源滤波器和有源滤波器的原理和特性。
滤波器是电子电路中常用的设备，用于筛选特定频率的信号，并在输出中去除其他频率的干扰。
无源滤波器和有源滤波器是两种常见的滤波器类型，它们有不同的工作原理和特点。
实验步骤1. 准备工作在进行实验之前，需要准备以下实验器材和元件：•信号发生器•电阻、电容和电感元件•示波器•直流电源•连接线等2. 无源滤波器实验•将电容和电感元件按照电路图连接好，并连接到直流电源和信号发生器。
•调节信号发生器的频率和幅度，观察并记录输出信号的频率响应。
•根据实验结果，分析无源滤波器的滤波特性，并绘制频率响应曲线。
3. 有源滤波器实验•将操作步骤2中的无源滤波器替换为有源滤波器电路。
•调节信号发生器的频率和幅度，观察并记录输出信号的频率响应。
•根据实验结果，分析有源滤波器的滤波特性，并绘制频率响应曲线。
4. 结果分析比较无源滤波器和有源滤波器的实验结果，分析它们的差异和优劣势。
无源滤波器是利用电阻、电容和电感等被动元件构成的，其输出信号的幅度不增加。
而有源滤波器则包含放大器等主动元件，可以增强输出信号的幅度。
无源滤波器适用于对信号进行简单的频率筛选，具有较好的稳定性和线性特性。
有源滤波器则可以实现更复杂的滤波功能，并具有较高的增益和精确控制的能力。
5. 实验总结通过本次实验，我们深入了解了无源滤波器和有源滤波器的原理和特性。
无源滤波器是一种简单而稳定的滤波器，适用于一些基本的频率筛选任务。
而有源滤波器则具有更高级的功能，可以实现更复杂的信号处理和滤波任务。
在实际应用中，根据具体的需求和电路设计，我们可以选择合适的滤波器类型。
同时，还需要考虑元器件的选择和电路参数的调整，以达到最佳的滤波效果。
总结无源滤波器和有源滤波器是电子电路中常见的滤波器类型。
通过实验我们可以了解到它们的原理和特性。
无源滤波器适用于简单的频率筛选任务，具有稳定性和线性特性；而有源滤波器可以实现更复杂的滤波功能，并具有高增益和精确控制的能力。
无源滤波器与有源滤波器的对比研究
无源滤波器与有源滤波器的对比研究滤波器在电子系统中扮演着至关重要的角色，用于从信号中去除不必要的频率成分。
其中，无源滤波器和有源滤波器是最常用的两类滤波器。
本文将对无源滤波器和有源滤波器进行对比研究，分析它们的特性、优缺点以及在不同场景下的适用性。
一、无源滤波器无源滤波器是以被动元件（如电容、电感、电阻）为主要构成元素的滤波器。
常见的无源滤波器包括RC滤波器、RL滤波器和LC滤波器。
无源滤波器的特点如下：1. 低功耗：无源滤波器不需要外部电源，能够从输入信号中提取能量进行滤波，因此功耗较低。
2. 简单可靠：由于无源滤波器的结构简单，不涉及电源等复杂部件，因此其可靠性较高，易于设计和制造。
3. 限制频率范围较窄：无源滤波器对于较窄的频率范围内的滤波任务非常有效，可以很好地去除输入信号中的特定频率成分。
4. 难以实现增益：无源滤波器不能实现信号的放大功能，只能对输入信号进行滤波处理。
二、有源滤波器有源滤波器是以放大器等有源元件为核心构成的滤波器。
常见的有源滤波器包括RC激励器滤波器和激励器追随滤波器。
有源滤波器的特点如下：1. 较宽的频率范围：有源滤波器能够滤除较宽频率范围内的噪声和干扰信号，因此在需要处理复杂信号的场合应用更为广泛。
2. 可调增益：有源滤波器的有源元件（如运放）具有放大功能，可以实现信号的放大，提高输出信号的幅度。
3. 复杂、多样的设计：有源滤波器的设计相对复杂，需要考虑电源、放大器和稳定性等因素，设计和制造难度较高。
三、无源滤波器和有源滤波器的对比1. 耗电量：由于无源滤波器不需要外部电源，无源滤波器的功耗相对较低，对于需要长时间运行且电源受限的场景更为适用。
而有源滤波器由于需要外部电源供给放大元件，功耗相对较高。
2. 频率范围：无源滤波器适用于较窄频率范围内的滤波任务，能够准确滤除输入信号的特定频率成分。
有源滤波器则适用于较宽频率范围内的滤波任务，能够处理复杂信号并提供较高的增益。
无源滤波器和有源滤波器实验报告
无源滤波器和有源滤波器实验报告无源滤波器和有源滤波器实验报告引言滤波器在电子工程中扮演着重要的角色，它们能够对信号进行处理和改变，以满足特定的需求。
在本次实验中，我们将研究和比较无源滤波器和有源滤波器的性能和特点。
通过实验，我们将深入了解它们的工作原理和应用。
实验目的1. 研究无源滤波器和有源滤波器的基本原理。
2. 比较无源滤波器和有源滤波器的频率响应和增益特性。
3. 探索无源滤波器和有源滤波器在不同应用场景中的优势和限制。
实验装置和方法实验所需材料和设备：1. 信号发生器2. 电压表3. 电阻、电容和电感器4. 支持电路实验的实验板实验步骤：1. 搭建无源滤波器电路。
2. 通过信号发生器输入不同频率的信号，并使用电压表测量电路的输出电压。
3. 记录并分析无源滤波器的频率响应和增益特性。
4. 搭建有源滤波器电路。
5. 重复步骤2和3，记录并分析有源滤波器的性能。
实验结果与分析无源滤波器是由电阻、电容和电感器等被动元件组成的电路。
根据电路的组成和连接方式，无源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。
通过实验，我们可以观察到不同类型的无源滤波器对信号的不同处理效果。
有源滤波器是在无源滤波器的基础上引入了放大器等有源元件。
有源滤波器能够提供更大的增益和更灵活的频率响应。
通过实验，我们可以比较有源滤波器和无源滤波器的性能差异，并探索它们在不同应用场景中的适用性。
在实验中，我们通过改变输入信号的频率，测量了无源滤波器和有源滤波器的输出电压。
通过绘制频率响应曲线和增益特性曲线，我们可以清楚地观察到滤波器在不同频率下的工作情况。
根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 无源滤波器的频率响应和增益特性受到电阻、电容和电感器等被动元件的限制。
在特定频率范围内，无源滤波器能够实现较好的滤波效果。
2. 有源滤波器引入了放大器等有源元件，能够提供更大的增益和更灵活的频率响应。
有源滤波器在需要较高增益和复杂滤波特性的应用中具有优势。
有源无源滤波器实验报告
有源无源滤波器实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过对有源和无源滤波器的实验，加深对滤波器工作原理的理解，掌握滤波器的设计和调试方法，以及了解滤波器在电子电路中的应用。
二、实验原理。
滤波器是一种能够选择性地通过或者抑制特定频率成分的电路。
有源滤波器是利用放大器的放大作用来实现滤波功能的电路，常见的有源滤波器有RC积分器、RC微分器、多谐振荡器等。
无源滤波器则是不利用放大器的放大作用，主要由电阻、电容、电感等被动元件组成，常见的无源滤波器有RC低通滤波器、LC高通滤波器等。
三、实验内容。
1. 搭建有源RC积分器电路，输入正弦波信号，观察输出波形，并记录实验数据。
2. 搭建无源RC低通滤波器电路，输入方波信号，观察输出波形，并记录实验数据。
3. 对比有源和无源滤波器的频率特性曲线，分析其差异和应用场景。
四、实验步骤。
1. 按照电路图搭建有源RC积分器电路，连接信号发生器和示波器。
2. 调节信号发生器输出正弦波信号，观察并记录输出波形。
3. 按照电路图搭建无源RC低通滤波器电路，连接信号发生器和示波器。
4. 调节信号发生器输出方波信号，观察并记录输出波形。
5. 对比有源和无源滤波器的频率特性曲线，分析实验数据。
五、实验数据。
1. 有源RC积分器电路输出正弦波频率响应曲线如图1所示。
2. 无源RC低通滤波器电路输出方波频率响应曲线如图2所示。
六、实验分析。
通过对比实验数据，我们可以看出有源和无源滤波器在频率响应上的不同。
有源滤波器由于利用了放大器的放大作用，具有较好的频率响应特性，适用于需要较高品质因数的场合；而无源滤波器则相对简单，成本低廉，适用于一些简单的滤波需求。
七、实验总结。
本实验通过对有源和无源滤波器的实验，加深了对滤波器工作原理的理解，掌握了滤波器的设计和调试方法，以及了解了滤波器在电子电路中的应用。
同时也对有源和无源滤波器的特点和应用场景有了更深入的了解。
八、参考文献。
[1] 《电子电路》刘宝华，高等教育出版社。
实验五无源与有源滤波器
实验五无源与有源滤波器一、实验原理(实验指导书P16)1．滤波器是对输入信号的频率具有选择性的一个二端口网络，它允许某些频率（通常是某个频率范围）的信号通过，而其它频率的信号幅值均要受到衰减或抑制。
这些网络可以由RLC组件或RC组件构成的无源滤波器，也可由RC组件和有源器件构成的有源滤波器。
根据幅频特性所表示的通过或阻止信号频率范围的不同，滤波器可分为低通滤波器（LPF）、高通滤波器（HPF）、带通滤波器（BPF）、和带阻滤波器（BEF）四种。
图5-1分别为四种滤波器的实际幅频特性的示意图。
图5-1 四种滤波器的幅频特性。
2．四种滤波器的传递函数和实验模拟电路如图5-2所示：二、实验内容1．测试无源和有源LPF(低通滤波器)的幅频特性；2．测试无源和有源HPF(高通滤波器)的幅频特性；3．测试无源和有源BPF(带通滤波器)的幅频特性；4．测试无源和有源BEF(带阻滤波器)的幅频特性。
三、实验步骤1．将基本实验模块电路板5接通电源，用示波器从总体上先观察各类滤波器的滤波特性。
2．实验时，在保持滤波器输入正弦波信号幅值（Ui）不变的情况下（取输入正弦波的最大值为1V），逐渐改变其频率，用示波器（f＜15KHz），测量滤波器输出端的电压U0。
当改变信号源频率时，都应观测一下Ui是否保持稳定，数据如有改变应及时调整。
3．按照以上步骤，分别测试无源、有源LPF、HPF、BPF、BEF 的幅频特性。
注意：对于滤波器的输入信号幅度不宜过大，对有源滤波器实验一般不要超过5V。
4．根据实验测量所得数据，绘制各类滤波器的幅频特性曲线。
并计算出特征频率、截止频率和通频带。
比较分析各类无源和有源滤器的滤波特性。
四、实验结果1．实验记录表格频率f(KHZ) 无源低通（u=8.8v）有源低通（u=8.8v)无源高通（u=8.8v）有源高通（u=8.8v)无源带通（u=8.8v）有源带通（u=8.8v)有源带阻（u=8.8v无源带阻（8.8v)0.1 8.2 8.2 0.07 o.1 0.496 8.2 6.4 0.2 8.2 8.2 0.14 0.142 0.7 2 8.2 6 0.3 7.36 8.2 0.28 0.2 1.2 2.8 7.6 5.60.4 6.88 7.8 0.45 0.36 1.68 3.44 7 5.04 0.5 6.32 7.6 0.63 0.56 1.92 3.92 6.56 4.24 0.6 5.76 7.28 0.85 0.8 2.16 4.48 5.91 3.64 0.7 5.28 6.92 1.04 1.12 2.3 4.72 5.32 3.13 0.8 4.88 6.64 1.25 1.36 2.48 5.04 4.72 2.640.9 4.48 6.3 1.4 1.48 2.52 5.12 3.6 2.21 3.98 6 1.64 1.68 2.56 5.2 2.7 1.8 1.3 3.6 5.08 2.2 2.43 2.68 5.32 1.76 0.841.52.96 4.52 2.643.36 2.72 5.4 0.8 0.482 2.16 3.28 3.44 5.04 2.68 5.44 1.76 0.82.5 1.6 2.56 4.15 5.84 2.56 5.23.1 1.643 1.12 1.92 4.72 6.48 2.48 4.8 4.48 2.324 0.98 1.28 5.68 7.44 2.24 4.4 6 3.325 0.8 0.88 6.32 7.8 1.96 3.9 6.62 4.167 0.48 0.56 7.04 1.6 3.4 7.21 5.049 0.48 7.44 1.24 2.96 7.76 5.76 20 8.2 0.64 8 6.56频率f(KHZ) 无源低通（u=8.8v）有源低通（u=8.8v)无源高通（u=8.8v）有源高通（u=8.8v)无源带通（u=8.8v）有源带通（u=8.8v)有源带阻（u=8.8v无源带阻（8.8v)0.1 8.2 8.2 0.07 o.1 0.496 8.2 6.40.2 8.2 8.2 0.14 0.142 0.7 2 8.2 60.3 7.36 8.2 0.28 0.2 1.2 2.8 7.6 5.60.4 6.88 7.8 0.45 0.36 1.68 3.44 7 5.040.5 6.32 7.6 0.63 0.56 1.92 3.92 6.56 4.240.6 5.76 7.28 0.85 0.8 2.16 4.48 5.91 3.640.7 5.28 6.92 1.04 1.12 2.3 4.72 5.32 3.130.8 4.88 6.64 1.25 1.36 2.48 5.04 4.72 2.640.9 4.48 6.3 1.4 1.48 2.52 5.12 3.6 2.21 3.98 6 1.64 1.68 2.56 5.2 2.7 1.81.3 3.6 5.082.2 2.43 2.68 5.32 1.76 0.841.52.96 4.52 2.643.36 2.72 5.4 0.8 0.482 2.16 3.28 3.44 5.04 2.68 5.44 1.76 0.82.5 1.6 2.56 4.15 5.84 2.56 5.23.1 1.643 1.12 1.92 4.72 6.48 2.48 4.8 4.48 2.324 0.98 1.28 5.68 7.44 2.24 4.4 6 3.325 0.8 0.88 6.32 7.8 1.96 3.9 6.62 4.167 0.48 0.56 7.04 1.6 3.4 7.21 5.049 0.48 7.44 1.24 2.96 7.76 5.7620 8.2 0.64 8 6.56五、实验思考题1．示波器所测滤波器的实际幅频特性与计算出的理想幅频特性有何区别？答：实际幅频特性是曲线，并不像理想幅频特性那样在某些频率点处会出现很急的拐点。
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一、实验目的
1.熟悉模拟滤波器的构成及其特性；
2.学会测量滤波器幅频特性的方法。
二、主要实验设备和软件
1.PC机1台；
2.NI myDAQ便携式数据采集设备1套；
3.面包板1块，电阻、电容、原酸放大器（741）若干，导线。
三、实验原理
模拟滤波器是一种能使有用频率信号通过而同时抑制（或大为衰减）无用频率信号的电子装置，工程上常用它作信号处理、数据传送和抑制干扰等。
以往的模拟滤波器电路主要采用无源元件R、L和C组成，成为无源滤波器。
集成运放获得迅速发展后，由它和R、C组成的有源滤波电路，具有不用电感、体积小、重量轻等优点，同时参数更易调节，覆盖的频率范围很宽。
四、实验内容和结果（仿真和实际实验数据）
（1）无源低通滤波器
XSC1
（2）有源低通滤波器
XSC1
（3）无源高通滤波器
XSC1
（4）有源高通滤波器
XSC1
（5）无源带通滤波器
XSC1
C1
（6）有源带通滤波器
XSC1
（7）无源带阻滤波器
C3C4
（8）有源带阻滤波器
四、实验心得
1.从仿真结果来看，有源滤波器在频率较大的情况下输出结果会有一个增大的过程，而无源滤波器是一直减小的。
从图中可以看出有源的通频带比无源的要宽，有源截止频率1.4k，通频带1.4k；无源截止频率1.2k，通频带1.2k。
2.有源和无源高通滤波器的仿真结果几乎一致，但实验数据差异较大。
通频带也差不多，截止频率大概在4k左右。
3.有源和无源带通滤波器仿真结果几乎一样，但是实际数据的幅频特性曲线不一样，有源的曲线比无源的要高，且最高点有向频率大的地方移。
无源的截止
频率分别是1k和10k，通频带在9k左右，有源的截止频率在1k和8k左右，通频带在7k左右。
4.有源和无源带阻滤波器仿真结果和实验结果都几乎一致，截止频率在1k 和16k左右，通频带是小于1k和大于16k。