模拟滤波器的特性测定

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滤波器频率响应特性仿真实验

滤波器频率响应特性仿真实验

滤波器频率响应特性仿真实验滤波器频率响应特性仿真实验一、实验目的1、通过本次实验进一步学习应用软件Labview8.5的使用。

2、加深对滤波器概念及滤波器频率响应特性的认识与理解。

3、掌握点频法和扫频法测量滤波器频率响应特性的原理与方法。

二、实验仪器1、学生用微机一台。

2、Labview8.5软件。

三、实验内容1、学习Labview8.5编程软件,自行设计虚拟函数信号发生器,利用点频法进行实验,设计点频法实验程序并进行实验。

2、利用已设计的虚拟函数扫频信号源进行各种滤波器频响特性测试实验,并记录频率响应特性曲线。

3、有兴趣的同学可以思考并设计相位频率响应特性测试的仿真实验程序的设计并进行实验。

(选作)四、设计性实验报告1、要求有明确的设计性实验目的,原理和方法。

2、要有设计结果,即虚拟实验程序。

3、要对低通、高通、带通、带阻四种滤波器的频率响应特性进行实验验证并最终给出各自的频率响应特性曲线及截止频率。

4、对于点频法实验过程,必须列表记录输入信号频率变化(自己调节)过程中输入输出波形的幅度变化,可按下表进行记录,并根据数据记录画出特性曲线,标明截止频率,若是扫频源法则直接截图得到扶贫响应特性曲线即可。

5、根据实验过程以及实验现象写出实验小结或体会。

五、实验记录说明:1、选用正弦信号,它的幅值定为12、滤波器的阶数选10阶3、为方便计算输出幅值,我将输入幅值定为1,这样的话,输出幅值在数值是等于正峰值的。

4、在做实验的时候,依次将滤波器换为低通、高通、带通、带阻四种类型A、实验仪器的连接如下图:B、低通滤波器(截止频率50HZ)实验数值的记录:C、高通滤波器(截止频率100HZ) 实验数据记录D、带通滤波器(低截止频率80HZ,高截止频率130HZ)实验数据记录E、带阻滤波器(低截止频率80HZ,高截止频率130HZ)实验数据记录六、实验小结1,本实验比较细,做的时候要有耐心,在记录数据的时候,注意不要抄左了!2,在比较频率范围的时候,要选的恰到好处,不要太长,也不要太短,能够把滤波特性曲线描绘出来就行了。

滤波器性能测试方法研究

滤波器性能测试方法研究

滤波器性能测试方法研究滤波器的作用是消除信号中的带通噪声,提取有效信号。

在信号处理、通信等领域中,滤波器是非常重要的工具。

在使用滤波器之前,需要对其性能进行测试,以确保其满足设计要求。

本文将围绕滤波器的性能测试方法展开探讨。

一、滤波器性能测试指标在测试滤波器性能时,需要考虑几个指标:1. 通频带通频带是指信号在滤波器中通过的频率范围。

测试通频带需要将一个广谱信号(如白噪声)输入到滤波器中,并测量出其输出信号的频率响应曲线。

通频带的宽度应符合设计要求。

2. 阻带衰减阻带衰减是指信号在非通频带所经过的滤波器时信号的减少。

测试阻带衰减需要将一个频率在阻带范围内连续变化的单音(如单一频率的正弦波)输入到滤波器中,并测量其输出信号中信号衰减的程度。

阻带衰减应符合设计要求。

3. 相位响应相位响应是指滤波器对输入信号的相位变化。

一般来说,相位响应应该是线性的。

测试相位响应需要将一个正弦波输入到滤波器中,并测量其输出信号的相位差。

相位响应应符合设计要求。

4. 群延迟群延迟是指不同频率的信号在滤波器中通过的时间延迟。

测试群延迟需要将一个短时间的脉冲输入到滤波器中,并测量其输出信号的时间延迟。

群延迟应符合设计要求。

二、滤波器性能测试方法在测试滤波器性能时,可以使用以下方法:1. 频率响应测试法频率响应测试法是指将一个宽频带信号输入到滤波器中,并测量其输出信号的频率响应曲线。

这个方法可用于测量滤波器的通频带和阻带衰减。

在测试时,需要使用一个频谱分析仪或示波器,并合理选择输入信号的功率和频率范围。

2. 正弦波测试法正弦波测试法是指将一个频率可调的正弦波输入到滤波器中,并测量其输出信号的幅度和相位。

这个方法可用于测量滤波器的相位响应和群延迟。

在测试时,需要使用一个函数发生器或信号源,并合理选择测试信号的频率和幅度。

3. 脉冲响应测试法脉冲响应测试法是指将一个短时间的脉冲输入到滤波器中,并测量其输出信号的响应。

这个方法可用于测量滤波器的群延迟和相位响应。

实验五滤波器的频率特性测试

实验五滤波器的频率特性测试

实验五 滤波器的频率特性测试一. 实验目的1. 了解无源和有源滤波器的类型、电路结构、工作原理和特性,比较其性能的不同点。

2. 通过对滤波器频率响应特性的测试,掌握对元件或系统做频率特性测试的方法。

二. 实验所需仪器及元器件THM-6模拟电路实验箱、直流稳压电源、双踪示波器、数字万用表、 信号发生器、交流毫伏表、运算放大器、电阻、电容、连接线。

三. 实验原理实验装置及仪器连接方法见图1所示,其中滤波器实验电路可根据实验内容的不同在THM-6模拟电路实验箱接插成不同的滤波器。

信号发生器输出幅值恒定、频率可调的正弦波电压作为滤波器的输入信号u i ,由交流毫伏表测量其幅值。

在每一给定频率下,从交流毫伏表读出输出电压u o ,从双踪示波器读出u o 滞后u i 的时间,由此可计算两者相位差。

直流稳压电源为有源滤波器的运算放大器提供±12V 电源。

图1 滤波器频率特性测试系统框图四.实验内容及步骤1.实验内容⑴ RC 无源一阶低通滤波器的频率特性测试电路如图2所示,如果负载电阻R L = ∞,其幅频特性和 相频特性分别为()A ω= ()()arctg Φωωτ=-式中,时间常数:RC τ=,截止频率:()12c f RC π=⑵ RC 有源一阶低通滤波器的频率特性测试电路如图3所示,其幅频特性和相频特性分别为()A ω= ()()arctg Φωωτ=-式中,时间常数:RC τ=, 11f K R R =+图3 有源滤波电路U o U R R =10k ΩR 1=10k ΩR f =10k ΩR L =1k ΩC= 0.05μ F 图2 无源滤波电路R =10k ΩR L =1k ΩC= 0.05μ F R L2.实验步骤两个实验对象虽然不同,但均为测试滤波器的幅频和相频特性,因此,实验方法及步骤相同。

⑴按图2在THM-6模拟电路实验箱上选择C元件和外接电阻R,用万用表测量R、C元件的实际值:C= ,R= ,计算截止频率f c= 。

滤波器幅频特性的测试

滤波器幅频特性的测试

实验一1-1 滤波器幅频特性的测试一.实验目的1.了解无源和有源滤波器的工作原理及应用。

2.掌握滤波器幅频特性的测试方法。

二.实验原理滤波器是一种选频装置,可以使某给定频率范围内的信号通过而对该频率范围以外的信号极大地衰减。

1.RC 无源低通滤波器RC 无源低通滤波器原理如图1-1所示。

这种滤波器是典型的一阶RC 低通滤波器,它的电路简单,抗干扰性强,有较好的低频性能,构成的组件是标准电阻、电容,容易实现。

其传递函数为=)(s H 11)()(+=s s u s u i oτ (1-1) 式中:τ=RC 。

低通滤波器频率特性为ωτωj j H +=11)( (1-2) 图1-1 RC 低通滤波器 其幅频特性)(ωA 为2)(11)(ωτω+=A (1-3)低通滤波器的截止频率为RC f c π21= (1-4) 图1-2 一阶有源低通滤波器2.RC 有源低通滤波器RC 有源低通滤波器原理如图1-2所示。

它是将一阶RC 低通滤波网络接入运算放大器输入端构成的。

运算放大器在这里起隔离负载影响、提高增益和带负载能力的作用。

有源低通滤波器的传递函数为1)()()(+==s K s u s u s H i o τ (1-5) 式中:11R R K F +=(R 1、R F 参数可参考图1-2,也可自选)。

频率特性为ωτωj K j H +=1)( (1-6) R式(1-5)与式(1-1)相似,只是增益不同。

3.幅频特性的测试本实验是对以上两种低通滤波器进行幅频特性测试。

滤波器的幅频特性采用稳态正弦激励试验的办法求得。

对滤波器输入正弦信号x(t)=x0sinωt,在其输出达到稳态后测量输出和输入的幅值比。

这样可得到该输入信号频率ω下滤波器的传输特性。

逐次改变输入信号的频率,即可得到幅频特性曲线。

三.实验仪器和设备1.低频信号发生器一台2.毫伏表一台3.直流稳压电源一台4.RC无源滤波器接线板一块5.有源低通滤波器线路板一块四.实验步骤1.将RC滤波器接线板低通滤波器部分的R值调到适当的位置。

有源模拟滤波器实验报告

有源模拟滤波器实验报告

实验报告工程大学教务处制一、实验目的1.掌握滤波器的滤波性能特点。

2.掌握常规模拟滤波器的设计、实现、调试、测试方法。

3.掌握滤波器主要参数的调试方法。

4.了解电路软件的仿真方法。

二、实验原理有源滤波器的设计,就是根据所给定的指标要求,确定滤波器的结束n,选择具体的电路形式,算出电路中各元件的具体数值,安装电路和调试,使设计的滤波器满足指标要求,具体步骤如下:1.根据阻带衰减速率要求,确定滤波器的阶数n。

2.选择具体的电路形式。

3.根据电路的传递函数和归一化滤波器传递函数的分母多项式,建立起系数的方程组。

4.解方程组求出电路中元件的具体数值。

5.安装电路并进行调试,使电路的性能满足指标要求。

根据滤波器所能通过信号的频率围或阻带信号频率围的不同,滤波器可分为低通、高通、带通与带阻等四种滤波器。

a)有源二阶低通滤波器(LPF)图1 压控电压源二阶低通滤波器b)有源二阶高通滤波器(HPF)图2 压控电压源二阶高通滤波器c)有源带通滤波器(BPF)图3 压控电压源二阶带通滤波器d)带阻滤波器(NF)图4 压控电压源双T 二阶有源带阻滤波器三、实验仪器1.示波器2.信号源3.万用表4.直流稳压电源四、实验容1.二阶低通滤波器①参照图4 电路安装二阶低通滤波器。

元件值取:R1 = R2 = R = 1.6kΩ,R3 = 17kΩ,R4 =10k Ω,C1 = C2 = C =0.1μF,计算截止频率fc、通带电压放大倍数Auo 和Q 的值。

②利用MULTISIM 电路仿真软件对上述电路进行仿真,给出幅频特性曲线的仿真结果。

③取Ui = 2V,由低到高改变输入信号的频率(注意:保持Ui = 2V 不变),用万用表测量滤波器的输出电压和截止频率fc,根据测量值,画出幅频特性曲线,并将测量结果与理论值相比较。

2.二阶高通滤波器①参照图6 电路安装二阶高通滤波器。

元件值取:R1 = R2 = R = 1.6kΩ,R3 = 1.7kΩ,R4 = 10kΩ,C1 = C2= C = 0.1μF,Q = 0.707,计算截止频率fc 和通带电压放大倍数Auo 的值。

滤波器测试指标

滤波器测试指标

滤波器测试指标滤波器是一种常用的信号处理工具,用于改变信号的频率特性。

在现实生活中,滤波器广泛应用于音频处理、图像处理、通信系统等领域。

为了确保滤波器的性能和效果,需要进行滤波器测试,并根据一些指标来评估其性能。

本文将介绍一些常见的滤波器测试指标。

1. 频率响应频率响应是衡量滤波器性能的重要指标之一。

它描述了滤波器对不同频率信号的响应情况。

一般来说,滤波器应该能够在感兴趣的频率范围内对信号进行衰减或增强,而在其他频率范围内保持较低的响应。

通过绘制滤波器的频率响应曲线,可以直观地了解滤波器的频率特性。

2. 幅频响应幅频响应是频率响应的一种表示形式,它描述了滤波器在不同频率下的增益或衰减情况。

通过绘制幅频响应曲线,可以清楚地观察到滤波器在不同频率下的增益或衰减情况。

一般来说,滤波器应在感兴趣的频率范围内具有较高的增益或较低的衰减,而在其他频率范围内具有较低的增益或较高的衰减。

3. 相频响应相频响应描述了滤波器对输入信号的相位变化情况。

滤波器的相频响应通常在频率响应曲线的基础上进行绘制。

相频响应的曲线可以显示滤波器对不同频率下信号相位的变化情况。

相位变化对于某些应用非常重要,如音频处理和通信系统。

4. 群延迟群延迟是指滤波器对不同频率下信号的传输延迟。

滤波器的群延迟可以通过测量滤波器的相频响应来计算。

群延迟是一个与频率有关的指标,它描述了滤波器对不同频率下信号的传输延迟的变化情况。

在某些应用中,如音频处理和通信系统,群延迟对于保持信号的时域特性非常重要。

5. 阻带衰减阻带衰减是描述滤波器在阻带内对信号的衰减程度。

一般来说,滤波器在阻带内应该具有较高的衰减,以确保不希望的频率成分被过滤掉。

阻带衰减通常以分贝为单位进行表示,分贝数值越大,衰减越明显。

6. 过渡带宽过渡带宽是指频率响应曲线中从通带到阻带之间的频率范围。

过渡带宽越小,滤波器的频率特性转换越快,滤波器的性能越好。

过渡带宽也是衡量滤波器性能的重要指标之一。

实验一:用频谱分析仪测量滤波器的特性参数

实验一:用频谱分析仪测量滤波器的特性参数

实验一用频谱分析仪测量滤波器的特性参数1、实验设置的意义广义而言,凡是有能力进行信号处理的装置都可以称为滤波器。

狭义而言,射频滤波器是用来分离不同频率RF信号的一种器件。

它的主要作用是抑制不需要的信号,使其不能通过滤波器,而只让需要的信号通过。

实际上很多射频元件都具有一定的频率响应特性,都可以用滤波器的理论进行分析。

利用频谱分析仪测试时,可以不用考虑滤波器的内部结构,而将它看作一个二端口网络来测试它的各个性能。

显然这种方法不但特别方便、准确,而且也能用于其它具有一定的频率响应特性的射频元件和网络。

通过这种具有普遍性的实验方法的学习和实践,可把书本的理论知识与工程实际相结合,加深对理论知识的理解,对培养实践动手能力、观察发现问题和解决问题的能力以及培养学生工程研究能力具有一定的现实意义。

2实验目的2.1、学会作用频谱仪2.2、了解不同类型的滤波器和它的频谱特性。

2.3、掌握滤波器测试的原理。

2.4、学会使用频谱仪来完成滤波器的测试。

2.5、学会使用频谱仪的测试结果提取滤波器主要参数。

3、实验原理滤波器按频率通带范围分类可分为低通、高通、带通、带阻、全通五个类别,而梳形滤波器属于带通和带阻滤波器,因为它有周期性的通带和阻带。

如果按滤波器在射频系统中的用途分类,主要有发射滤波器、接收滤波器和带阻滤波器等。

发射滤波器主要用于对发射部分所生成的带外噪声进行限制。

放大器和(或)发射系统所生成的宽带噪声如果未得到抑制,经常会对接收系统造成干扰或致使其灵敏度降低。

另外,发射噪声可能会干扰同址系统或在发射系统的直接路径(视距)中的其他系统的其他业务。

发射滤波器(不包括连接器、电缆或相关的路径内损耗)的插入损耗直接对天线处的射频总功率构成影响。

因此,发射滤波器插入损耗对天线处能够得到的辐射射频功率极其重要。

因为发射滤波器的插入损耗直接影响天线处的射频功率,也就直接影响发射系统的效率。

对于很高功率的系统,较高的发射滤波器损耗会转化为相当高的能量消耗。

信号与系统实验八 模拟滤波器频率特性测试

信号与系统实验八  模拟滤波器频率特性测试

南昌大学实验报告学生姓名:周倩文学号:6301712010 班级:通信121班实验类型:■验证□综合□设计□创新实验日期:4月30号实验成绩:实验八模拟滤波器频率特性测试一、实验目的1、掌握低通无源滤波器的设计;2、学会将无源低通滤波器向带通、高通滤波器的转换;3、了解常用有源低通滤波器、高通滤器、带通滤波器、带阻滤波器的结构与特性;二、预备知识1、学习“模拟滤波器的逼近”;2、系统函数的展开方法;3、低通滤波器的结构与转换方法;三、实验原理模拟滤波器根据其通带的特征可分为:(1)低通滤波器:允许低频信号通过,将高频信号衰减;(2)高通滤波器:允许高频信号通过,将低频信号衰减;(3)带通滤波器:允许一定频带范围内的信号通过,将此频带外的信号衰减;(4)带阻滤波器:阻止某一频带范围内的信号通过,而允许此频带以外的信号衰减;各种滤波器的频响特性图:图2一1低通滤波器图2一2高通滤波器图2一3带通滤波器 图2一4带阻滤波器在这四类滤波器中,又以低通滤波器最为典型,其它几种类型的滤波器均可从它转化而来。

1、系统的频率响应特性是指系统在正弦信号激励下系统的稳态响应随激励信号频率w 变化的情况。

用矢量形式表示:()()()j H j H j e φωωω=其中:|H(j ω)|为幅频特性,表示输出信号与输入信号的幅度比随输入信号频率的变化关系;φ(ω)为相频特性,表示输出信号与输入信号的相位差随输入信号频率的变化关系。

2、H(j ω)可根据系统函数H(s)求得:H(j ω)= H(s)︱s=j ω因此,对于给定的电路可根椐S 域模型先求出系统函数H(s),再求H(j ω),然后讨论系统的频响特性。

3、频响特性的测量可分别测量幅频特性和相频特性,幅频特性的测试采用改变激励信号的频率逐点测出响应的幅度,然后用描图法描出幅频特性曲线;相频特性的测量方法亦可改变激励信号的频率用双踪示波器逐点测出输出信号与输入信号的延时τ,根椐下面的公式推算出相位差()2Tτφωπ= 当响应超前激励时()φω正,当响应落后激励时()φω为负。

理想滤波器、原型模拟滤波器和窗函数的特性6

理想滤波器、原型模拟滤波器和窗函数的特性6

实验六 理想滤波器、原型模拟滤波器和窗函数的特性1、 实验内容1、计算下列理想数字滤波器的单位冲激响应,并画出其频率响应和单位冲激响应 ,观察单位冲激响应波形的对称特性1)理想低通滤波器,截止频率0.3π,群延时102)理想高通滤波器,截止频率0.65 π ,群延时203)理想带通滤波器,下、上截止频率0.35 π、0.7 π,群延时152、画出下列原型模拟滤波器的幅度响应特性、相位响应特性和衰减特性,频率范围0—12000Hz (调用 freqs ),观察它们在通带、阻带、过渡带宽度、相位特性等方面的特点。

1)巴特沃斯低通滤波器,截止频率5000π,阶数5,调用 butter2)切比雪夫I 型低通滤波器,截止频率5000 π ,阶数5,通带波纹0.5dB ,调用cheby13)切比雪夫II 型低通滤波器,截止频率5000 π ,阶数5,阻带衰减50dB ,调用cheby24)椭圆滤波器,截止频率5000 π ,阶数5,通带波纹0.5dB ,阻带衰减50dB ,调用ellip3、编写程序画出下列窗函数的时域图形和频域特性(幅度dB 表示和相位),与矩形窗函数相比,观察它们在阻带最小衰减、主瓣宽带等方面的特点。

1)矩形窗,长度402)三角窗,长度403)升余弦窗,长度404)Blackman ,长度402、 编程原理、思路和公式1、 首先写出理想低通、高通、带通滤波器的频率响应,画出其频谱图,然后根据计算得到的各滤波器的脉冲响应,写出它们的Matlab 表达形式,画出脉冲响应图形。

三者的程序类似,只是在具体的频率响应和脉冲响应的形式上有所差别。

低通:1,||()0,||ja j c LP c e H e ωωωωωωπ-⎧⎪⎨⎪⎩≤=<≤ 其对应的单位脉冲响应为:1()()2sin[()]112()j j n LP LP ja j n c h n H e e d n a e e d n a πωωππωωπωπωωππ---=-==-⎰⎰同理,高通单位脉冲响应为:sin[()]()()n an a c h n H P n a ωπ=-=-- 带通单位脉冲响应为:sin[()]sin[()]()()H L n a n a h n BP n a ωωπ---=- 2、 以butterworth 低通滤波器为例,其余三种只是调用的函数不同而已,原理相同。

模拟滤波器

模拟滤波器

一.实验目的1.掌握滤波器的滤波性能特点。

2.掌握常规模拟滤波器的设计、实现、调试、测试方法。

3.掌握滤波器主要参数的调试方法。

4.了解电路软件的仿真方法。

二.实验内容1.有源二阶低通滤波器(1)实验电路图输出波形0dB处:图中最平响应处对应值4.365dB-3dB处:图中对应1.365dB处对应-3dB处,fc=918.59Hz理论计算截止频率为fco=992.61Hz,增益为Au=1+R3/R4=1.6553由图表知,实验测得增益为:增益误差为:实验测得截止频率为: 2.有源二阶高通滤波器 (1)实验电路图(3)实验仿真结果 输出波形0dB处:-3dB处:由图中可以看出-3dB对应于0.566dB (4)实验数据表格 Ui=1V3.有源二阶带通滤波器(1)实验电路图(3)实验仿真结果输出波形中心频率:由仿真曲线可以看出,中心频率fo=605.685Hz -3dB对应的截止频率:W1=281.584HzW2=1.24KHz(5)幅频特性曲线3.有源二阶带阻滤波器 (1)实验电路图(3)实验仿真结果 输出波形:0dB处:中心频率处:(4)实验数据表格 Ui=1V(5)幅频特性曲线三.实验结果分析1、通过将仿真电路的幅频曲线与实际电路测得的幅频曲线比较发现,两者的下限频率、上限频率、中心频率、截止频率等虽有出入,但差别都不大,说明实验测得的各项参数还是较为准确的。

2、实验过程中由于电路中存在自激振荡,导致示波器上输出波形不稳定,无法准确测得幅值,可以在运算放大器的正负电极与地之间并接电容,滤去信号源产生的不稳定成分。

3、在用示波器测波形幅值是可以采用平均采样的方式以减少噪声的影响,而在扫频视则须用普通采样方式,同时需要打开示波器的带宽限制。

模拟滤波器分析实验报告

模拟滤波器分析实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除模拟滤波器分析实验报告篇一:有源模拟滤波器实验报告实验报告哈尔滨工程大学教务处制一、实验目的1.掌握滤波器的滤波性能特点。

2.掌握常规模拟滤波器的设计、实现、调试、测试方法。

3.掌握滤波器主要参数的调试方法。

4.了解电路软件的仿真方法。

二、实验原理有源滤波器的设计,就是根据所给定的指标要求,确定滤波器的结束n,选择具体的电路形式,算出电路中各元件的具体数值,安装电路和调试,使设计的滤波器满足指标要求,具体步骤如下:1.根据阻带衰减速率要求,确定滤波器的阶数n。

2.选择具体的电路形式。

3.根据电路的传递函数和归一化滤波器传递函数的分母多项式,建立起系数的方程组。

4.解方程组求出电路中元件的具体数值。

5.安装电路并进行调试,使电路的性能满足指标要求。

根据滤波器所能通过信号的频率范围或阻带信号频率范围的不同,滤波器可分为低通、高通、带通与带阻等四种滤波器。

a)有源二阶低通滤波器(LpF)图1压控电压源二阶低通滤波器b)有源二阶高通滤波器(hpF)图2压控电压源二阶高通滤波器c)有源带通滤波器(bpF)图3压控电压源二阶带通滤波器d)带阻滤波器(nF)图4压控电压源双T二阶有源带阻滤波器三、实验仪器1.示波器2.信号源3.万用表4.直流稳压电源四、实验内容1.二阶低通滤波器①参照图4电路安装二阶低通滤波器。

元件值取:R1=R2=R=1.6kΩ,R3=17kΩ,R4=10kΩ,c1=c2=c=0.1μF,计算截止频率fc、通带电压放大倍数Auo和Q的值。

②利用muLTIsIm电路仿真软件对上述电路进行仿真,给出幅频特性曲线的仿真结果。

③取ui=2V,由低到高改变输入信号的频率(注意:保持ui=2V不变),用万用表测量滤波器的输出电压和截止频率fc,根据测量值,画出幅频特性曲线,并将测量结果与理论值相比较。

2.二阶高通滤波器①参照图6电路安装二阶高通滤波器。

元件值取:R1=R2=R=1.6kΩ,R3=1.7kΩ,R4=10kΩ,c1=c2=c=0.1μF,Q=0.707,计算截止频率fc和通带电压放大倍数Auo的值。

滤波器幅频特性的测试

滤波器幅频特性的测试

实验一1-1 滤波器幅频‎特性的测试‎一.实验目的1.了解无源和‎有源滤波器‎的工作原理‎及应用。

2.掌握滤波器‎幅频特性的‎测试方法。

二.实验原理滤波器是一‎种选频装置‎,可以使某给‎定频率范围‎内的信号通‎过而对该频‎率范围以外‎的信号极大‎地衰减。

1.RC 无源低‎通滤波器RC 无源低‎通滤波器原‎理如图1-1所示。

这种滤波器‎是典型的一‎阶R C 低通‎滤波器,它的电路简‎单,抗干扰性强‎,有较好的低‎频性能,构成的组件‎是标准电阻‎、电容,容易实现。

其传递函数‎为=)(s H 11)()(+=s s u s u i oτ (1-1) 式中:τ=RC 。

低通滤波器‎频率特性为‎ ωτωj j H +=11)( (1-2) 图1-1RC 低通滤‎波器其幅频特性‎)(ωA 为 2)(11)(ωτω+=A (1-3)低通滤波器‎的截止频率‎为RCf c π21=(1-4) 图1-2 一阶有源低‎通滤波器2.RC 有源低‎通滤波器RC 有源低‎通滤波器原‎理如图1-2所示。

它是将一阶‎R C 低通滤‎波网络接入‎运算放大器‎输入端构成‎的。

运算放大器‎在这里起隔‎离负载影响‎、提高增益和‎带负载能力‎的作用。

有源低通滤‎波器的传递‎函数为1)()()(+==s Ks u s u s H i o τ (1-5) 式中:11R R K F+=(R 1、RF 参数可‎参考图1-2,也可自选)。

频率特性为‎ωτωj Kj H +=1)( (1-6)R式(1-5)与式(1-1)相似,只是增益不‎同。

3.幅频特性的‎测试本实验是对‎以上两种低‎通滤波器进‎行幅频特性‎测试。

滤波器的幅‎频特性采用‎稳态正弦激‎励试验的办‎法求得。

对滤波器输‎入正弦信号‎x(t)=x0sin‎ωt,在其输出达‎到稳态后测‎量输出和输‎入的幅值比‎。

这样可得到‎该输入信号‎频率ω下滤‎波器的传输‎特性。

逐次改变输‎入信号的频‎率,即可得到幅‎频特性曲线‎。

滤波器幅频特性的测试

滤波器幅频特性的测试

济南大学实验报告实验科目:滤波器幅频特性的测试 成绩:一、 实验目的1、了解滤波器的工作原理及应用2、掌握滤波器幅频特性的测试方法 二、 实验原理滤波器是一种选频装置,可以使某给定频率范围内的信号通过而对该频率范围以外的信号极大地衰减。

1.RC 无源低通滤波器RC 无源低通滤波器原理如图3-1所示。

这种滤波器是典型的一阶RC 低通滤波器,它的电路简单,抗干扰性强,有较好的低频性能,构成的组件是标准电阻、电容,容易实现。

其传递函数为=)(s H 11)()(+=s s u s u i o τ式中:τ=RC 。

低通滤波器频率特性为ωτωj j H +=11)(其幅频特性)(ωA 为2)(11)(ωτω+=A低通滤波器的截止频率为RC f c π21=2.RC 有源低通滤波器RC 有源低通滤波器原理如图3-2所示。

它是将一阶RC 低通滤波网络接入运算放大器输入端构成的。

运算放大器在这里起隔离负载影响、提高增益和带负载能力的作用。

有源低通滤波器的传递函数为 1)()()(+==s Ks u s u s H i o τ 式中:11R RK F+=(R1、RF 参数可参考图3-2,也可自选)。

频率特性为ωτωj Kj H +=1)(3.幅频特性的测试本实验要求测试RC 无源低通滤波器的幅频特性:了解RC 有源低通滤波器幅频特性的测试方法。

滤波器的幅频特性采用稳态正弦激励试验的方法求得。

对滤波器输入正弦信号 X(t)=x 0sin ωt,在其输出达到稳态后测量输出和输入信号的幅值比。

这样可得到该输入信号频率ω下滤波器的传输特性。

逐次改变输入信号的频率,即可得到幅频特性曲线。

三、 实验仪器和设备1、函数信号发生器 一台2、毫伏表 一台3、直流稳压电源 一台4、RC 无源滤波器接线板 一块5、有源低通滤波器线路板 一块 四、 实验步骤1.将RC 滤波器接线板低通滤波器部分的R 值调到98Ω。

将函数信号发生器输出端接入RC 低通滤波器输入端,双路毫伏表中的一路接低通滤波器的输入端,另一路接输出端。

电磁场与微波测量实验3.3.4滤波器的特性及其测量

电磁场与微波测量实验3.3.4滤波器的特性及其测量

北京邮电大学电磁场与微波测量实验3.3.4 滤波器的特性及其测量学院:电子工程学院班级:2011211207组员:执笔:目录1实验步骤 (3)2带通滤波器的幅频特性曲线 (3)3.实验数据 (4)4.数据分析 (4)5.实验总结 (4)传输特性测量1实验步骤(1)按下图所示链接测试系统(2)设置微波信号发生器输出指定频率和功率的单载波信号(如880MHz、-20dBm)(3)将输入和输出电缆短接。

用频谱分析仪测量并记录滤波器的输入信号电平(4)接入被测滤波器。

设置频率分析仪的中心频率为滤波器的标称中心频率(如880MHz),扫描带宽大于滤波器的标称带宽(如80MHz),适当调整参考电平使频谱图显示在合适位置。

(5)按照一定的步进(如1MHz),用手动旋钮(或自动扫频)在指定的频率范围内(如840~920MHz)调整微波信号发生器的输出频率,在频谱分析仪上观察扫描带宽是否合适(保证频谱分析仪可以显示全部通带和一定的阻带),根据观测结果适当调整频谱分析仪的扫描带宽。

(6)设置频谱分析仪的轨迹为最大值保持功能(Trace→Trace Type→Max Hold)(7)按照一定的步进(如0.1MHz),用手动旋钮在指定的频率范围内(根据调整后的扫描频带确定)调整微波信号发生器的输出频率,在频谱分析仪上显示出滤波器的幅频特性曲线。

(8)根据频谱分析仪显示的幅频特性曲线,测量并计算滤波器的中心频率、3dB 带宽、插入损耗、带内波动、裙带带宽、带外抑制度等指标,记录测试数据。

(9)将滤波器的输入和输出端口互换,重复以上测量。

观察幅频特性曲线的变化并进行分析。

2带通滤波器的幅频特性曲线3实验数据4数据分析从表格中的数据可以看出,端口交换前后3dB带宽、插入损耗、裙带带宽以及带外抑制度都有微小变化,带内波动也受到影响,但总体来说端口交换对带通滤波器的幅频特性影响较小。

5实验总结该实验只要求我们做滤波器的传输特性测量实验,通过该实验,我们对滤波器的传输特性有了形象的了解。

滤波器测量方法

滤波器测量方法

向着集成化、微型化方向发展。
智能化与自动化
02
人工智能和自动化技术的不断发展,推动滤波器测量技术向着
智能化、自动化的方向发展。
多学科交叉融合
03
滤波器测量技术的发展需要多学科交叉融合,如电子工程、物
理学、数学等。
技术挑战与展望
技术挑战
当前滤波器测量技术面临的主要挑战包括高精度测量、快速测量、小型化与集 成化等。
滤波器应用
滤波器在许多领域都有应用,如通信、音频处理、图像处 理、控制系统等。它们可用于提取特定频率的信号,抑制 噪声,以及实现信号的频谱分析等。
滤波器分类
模拟滤波器和数字滤波器
根据处理信号的方式,滤波器可分为模拟滤波器和数字滤波 器。模拟滤波器直接处理模拟信号,而数字滤波器则通过数 字信号处理器或微控制器等数字器件处理数字信号。
信号源
信号源应具备稳定的输出频率和良好的频率分辨率,以 保证测试结果的准确性和可重复性。
信号源应具备低噪声性能,以减少对测试结果的影响。
信号源的输出功率应可调,以满足不同测试需求。
信号源应具备快速切换功能,以便于测试不同规格的滤 波器。
功率计
01
功率计应具备高精度测 量能力,以保证测试结 果的准确性。
性能。
频谱分析仪应具备多种扫描模 式,如快速扫描、慢速扫描和 实时扫描等,以满足不同测试
需求。
频谱分析仪应具备自动校准功 能,以确保测量结果的准确性

04
滤波器测量实验
实验准备
实验设备
准备滤波器、信号源、频谱分析 仪、示波器等必要的测量设备。
实验环境
确保实验室环境安静,避免电磁 干扰,保证测量结果的准确性。
音频处理

实验四 滤波器特性实验

实验四 滤波器特性实验

滤波器特性实验一 实验目的1 了解无源和有源滤波器的种类、基本结构及其特性;2 对比并研究无源滤波器和有源滤波器的滤波特性; 二 原理说明1.滤波器的作用是对输入信号的频率具有选择性。

滤波器的种类很多,但总的来说,可分为两大类,即经典滤波器和现代滤波器。

经典滤波器可分为四种,即低通(LP )、高通(HP )、带通(BF )、带阻(BS )滤波器。

图1-1分别给出了四种滤波器的理想幅频响应。

图1-1 四种滤波器的理想幅频特性2 滤波器可认为是一个二端网络,可用图1-2的模型来描述。

其幅频特性和相频特性可由下式反映: . .H (j ω) =U2/U1=A(ω)∠θ(ω)H (j ω)为网络函数,又称为传递函数。

三 仪器设备: 1信号与系统实验箱 2 交流电压表 3 双踪示波器(b )高通滤波器(c) 带通滤波器(a) 低通滤波器0 fc f(d) 带阻滤波器0 fcl f0 fch f图1-2 滤波器四实验步骤及内容1 用实验导线按图1-3构造滤波器:(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1-3 各种滤波器的实验电路图2 测试各无源和有源滤波器的幅频特性:例1:测试RC无源低通滤波器的幅频特性。

实验电路如图1-3(a)所示。

实验时,打开函数信号发生器,使其输出幅度为1V的正弦信号,将此信号加到滤波器的输入端,在保持正弦信号输出幅度不变的情况下,逐渐改变其频率,用交流电压表测量滤波器输出端的电压U2。

每当改变信号源频率时,都必须观测一下U1是否保持稳定1V,数据如有改变应及时调整,将测量数据记入下表。

例2:测试RC有源低通滤波器的幅频特性。

实验电路如图1-3(b)所示。

放大系数K=1。

实验时,打开函数信号发生器,使其输出幅度为1V的正弦信号,将此信号加到滤波器的输入端,在保持正弦信号输出幅度不变的情况下,逐渐改变其频率,用交流电压表测量滤波器输出端的电压U2。

模拟滤波器实验报告

模拟滤波器实验报告

模拟滤波器实验报告模拟滤波器实验报告引言:滤波器是电子工程中常用的设备,用于对信号进行处理和改变。

模拟滤波器是一种将模拟信号进行滤波处理的装置,通过选择性地传递或阻断特定频率的信号,实现对信号的频率分离和滤波。

本文将介绍一次模拟滤波器实验的过程和结果,并探讨滤波器在实际应用中的重要性。

实验目的:本次实验的目的是通过搭建模拟滤波器电路,观察和分析滤波器对不同频率信号的响应特性。

通过实验,我们可以了解滤波器的工作原理,掌握滤波器的设计和调试技巧,并了解滤波器在实际应用中的重要性。

实验步骤:1. 准备工作:收集所需的实验器材和元件,包括电压源、电阻、电容、运放等。

确保实验环境安全,并检查实验仪器是否正常工作。

2. 搭建电路:根据实验要求,按照电路图连接电阻、电容和运放等元件。

确保电路连接正确无误。

3. 调试电路:接通电源,调整电压源的输出电压,并观察电路的工作状态。

根据实验要求,调整电容和电阻的数值,以改变滤波器的截止频率。

4. 测试信号:将不同频率的信号输入滤波器电路,观察输出信号的变化。

记录并分析实验数据。

5. 结果分析:根据实验数据,绘制滤波器的频率响应曲线,并分析滤波器对不同频率信号的响应特性。

实验结果:经过实验,我们得到了滤波器的频率响应曲线,可以清晰地观察到滤波器对不同频率信号的响应特性。

在低频段,滤波器的增益较高,可以有效地传递低频信号;而在高频段,滤波器的增益逐渐降低,可以有效地阻断高频信号。

通过调整电容和电阻的数值,我们可以改变滤波器的截止频率,实现对特定频率信号的选择性传递或阻断。

讨论与应用:模拟滤波器在电子工程中有着广泛的应用。

例如,在音频处理中,滤波器可以用于去除噪音和杂音,提高音质;在通信系统中,滤波器可以用于信号调制和解调,实现信号的传输和接收;在生物医学工程中,滤波器可以用于生理信号的处理和分析,提取有用的信息。

滤波器的设计和调试是电子工程师必备的技能之一,掌握滤波器的原理和应用,对于实际工程项目的完成具有重要意义。

模拟滤波器的特性测定

模拟滤波器的特性测定

实验六、滤波器的频响特性测定 光信二班一、 实验目的1) 了解RC 无源和有源滤波器的种类、基本结构及其特性 2) 对比研究无源和有源滤波器的滤波特性 3) 学会列写无源和有源滤波器网络函数的方法二、 实验原理 (1)滤波器是对输入信号的频率具有选择性的一个双口网络,它允许某些基本频率(通常是某个频带范围)的信号通过,而其他频率的信号受到衰减或抑制,这些网络可以是由RLC 原件或RC 原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。

(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 成低通滤波器(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c f 称为截止频率或称转折频率。

图2-6-1中的Aup 为通带的电压放大倍数,cf 为截止频率,0f 为中心频率,L f 和H f 分别为低端和高端截止频率。

其中,低通滤波器的通频带为BW=(0~c w )=2∏(0~c f )。

高通滤波器的通频带为:BW=(c w ~∞)=2∏(c f ~∞)。

高通滤波器的通频带为: BW=H w - L w =2∏(H f -L f )。

带通滤波器的通频带为:BW=2∏(0~Lf )∪2∏(Hf ~∞)。

图2-6-1 各种滤波器的理想幅频特性(3)滤波器的频响特性定义如图2-6-2所示。

滤波器的频响特性H (jw ),又称为传递函数或系统函数,它全面反映了滤波器的幅频和相频特性;.222.111()()()U H jw A w w U UUϕϕϕ∠===∠∠式中,2211()m mU U A w U U ==为滤波器的幅频特性(又称为转移电压比;1()w ϕϕϕϕ=-为滤波器的相频特性。

可以通过实验方法来测量滤波器的上述幅频特性()A w 。

模拟低通滤波器的设计与测试分析【范本模板】

模拟低通滤波器的设计与测试分析【范本模板】

《信号系统与信息处理综设实验》《模拟低通滤波器的设计与测试分析》院系:物理与电信工程学院年级:本科生2011级姓名:李杰学号:20113100064日期:2013年05月18日目录一、实验目的 ....................................... 错误!未定义书签。

二、设计要点 ....................................... 错误!未定义书签。

三、电路设计 ....................................... 错误!未定义书签。

四、软件仿真 ....................................... 错误!未定义书签。

五、硬件测试 (10)六、实验结果分析 (10)模拟低通滤波器的设计与测试分析一、实验目的在软硬件常规实验的基础上,运用“信号与系统”的理论知识,设计、分析、测试基本电路系统,初步掌握综合运用理论知识、软件仿真以及硬件测试进行简单系统的设计与分析的基本方法。

为同学创造应用实践的契机,培养同学的自学能力和钻研能力。

二、设计要点1、选取低通滤波器,制作硬件电路。

2、系统的软件仿真内容可选取时域、频域和S 域中的部分内容或全部内容.如在时域中分别研究系统的冲激响应、阶跃响应,以及不同激励信号下的系统零状态响应;在频域中的幅频特性、相频特性等。

3、对自己制作的硬件电路,完成系统特性的相关测试。

如冲激响应、阶跃响应、频响曲线等.三、电路设计1、电路图图1 有源低通滤波器电路图选取电阻、电容、运算放大器构成上图所示二阶有源低通滤波器。

2、传递函数的计算如上图所示,其传递函数为121)()()(222++==RCS S C R s Ui s Uo s G用ωj s =代入上式,则有幅频响应:2)(11lg 20|)(|lg 20c j G ωωω+= 相频响应:2)(12arctan )(c c ωωωωωϕ--= 其中,511e RCc ==ω为特征角频率,也是707.022|)(|==ωj G 时的3dB 截止角频率,此时c ωω=,即截止角频率为K f c 162≈=πω。

模拟滤波器_各类滤波器特性

模拟滤波器_各类滤波器特性

测试技术实验二模拟滤波器专题实验1 实验目的1.1 了解滤波器特性参数的含义及测定方法;1.2 了解跟踪滤波器——恒百分比,了解相关滤波器——恒带宽;1.3 比较模拟滤波器及其选择;1.4 掌握基础模拟仪器仪表的使用2 实验设备2.1滤波器综合实验台,相关滤波器实验台,数字示波器;2.2 信号发生器2个,电源。

实验1 各种滤波器特性实验1 实验目的1.1 了解典型滤波器LP和BP的特性;1.2 观察滤波器阶次增加带来的影响;1.3 加深对各种滤波器原理及特性方面的理解以备今后应用。

2 实验设备2.1滤波器综合实验台,数字示波器;2.2 信号发生器2个,±5V电源。

3 实验步骤3.1 低通滤波器特性及阶次影响实验3.1.1 在断电状态下检查电源是否是士5V,接线并确认提供的电源电压和接线无误;3.1.2 在断电状态下,正确设置开关以确定二阶和四阶低通滤波器形成;3.1.3 上电后监视CLK,确认为方波,并将其频率调整为3kHz,则滤波器中心频率是3000/100=30Hz;3.1.4 用信号发生器正弦接在滤波器输入端,峰峰值为3V,保持幅值不变,令频率从低频到高频变化,用示波器观察输出波形并记录相关参数;。

3.1.5 根据记录的相关数据做出低通滤波器的幅频和相频曲线,并求出c3.2 带通滤波器特性实验3.2.1 断电状态下检查电源;3.2.2 断电状态下正确设置开关;3.2.3 通电后检查CLK应是方波,并调整其频率为3kHz,则滤波器中心频率为3000/100=30Hz;3.2.4 输入峰峰值为3V正弦信号,改变其频率,观察滤波波形并记录数据,作出幅频和相频图,并计算其带宽;3.2.5 改变输入波形为其它波形,观察滤波结果,并分析现象;3.2.6 用另一信号发生器注入1V左右正弦信号,观察拍频现象。

4 实验数据及处理4.1 低通滤波器特性实验实验中设置开关形成低通滤波器,并选取开关电容时钟频率为f clk=10kHz,则滤波器的中心频率为f C=10000/100=100Hz.。

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实验六、滤波器的频响特性测定 光信二班
一、 实验目的
1) 了解RC 无源和有源滤波器的种类、基本结构及其特性 2) 对比研究无源和有源滤波器的滤波特性 3) 学会列写无源和有源滤波器网络函数的方法
二、 实验原理 (1)滤波器是对输入信号的频率具有选择性的一个双口网络,它允许某些基本频率(通常是某个频带范围)的信号通过,而其他频率的信号受到衰减或抑制,这些网络可以是由RLC 原件或RC 原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。

(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 成低通滤波器(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
c f 称为截止频率或称
转折频率。

图2-6-1中的Aup 为通带的电压放大倍数,c
f 为截止频率,
0f 为中心频率,L f 和H f 分别为低端和高端截止频率。

其中,低通滤波器的通频带为BW=(0~c w )=2∏(0~c f )。

高通滤波器的通频带为:BW=(c w ~∞)=2∏(c f ~∞)。

高通滤波器的通频带为: BW=
H w - L w =2∏(H f -L f )。

带通滤波器的通频带为:BW=2∏(0~L
f )∪2∏(H
f ~∞)。

图2-6-1 各种滤波器的理想幅频特性
(3)滤波器的频响特性定义如图2-6-2所示。

滤波器的频响特性H (jw ),又称为传递函数或系统函数,它全面反映了滤波器的幅频和相频特性;
.
222.
11
1
()()()U H jw A w w U U
U
ϕϕϕ∠===∠∠式中,
2211()m m
U U A w U U ==

滤波器的幅频特性(又称为转移电
压比;
1()w ϕϕϕϕ=-为滤波器的相频特性。

可以通过实验方
法来测量滤波器的上述幅频特性
()A w 。

(4)本实验中四种滤波器的实验线路如图2-6-3所示。

图2-6-3 各种滤波器的实验线路图
图2-6-3 各种滤波器的实验线路图(续)
(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)有缘高通滤波器;(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
三、使用仪器、材料
1)20MHz双踪示波器一台
2)信号与系统实验箱一套
3)函数信号发生器一台(外置)
四、实验步骤
(一)扫频源法
用扫频源法测量无源低通滤波器的幅频特性。

(1)分别打开单片机低频信号发生器实验模块的电源开关S8和扫频源实验模块的电源开关S7,并选择单片机低频信号发生器输出波形为锯齿波。

选择扫频段4(即按下扫频段4的开关),用示波器的一个测量通道测量扫频源的输出波形,检查扫频源是否正常工作。

(2)若扫频源正常工作,则把扫频源的输出信号接至无源低通滤波器的输出口。

(注:最左边一排“输入”从上到下分别是无源低通、高通、带通、带阻的输入口,TP901、TP902、TP903、TP904分别是无源低通、高通、带通、带阻的输出端;靠右边一排“输入”则是有源低通、高通、带通、带阻的输入端;而最右边一排测试环TP905、TP906、TP907、TP908则分别是有源滤波器的输出端)。

(3)利用示波器的X-Y测量功能,观测滤波器的李沙育图形。

把单片机低频信发生器的输出信号(扫频电压)即TP801接示波器的X轴(即示波器的CHI通道),把无源低通滤波器的输出信号接至示波器的Y轴(即示波器的CH2通道),通过李沙育图形(即示波器的X-Y测量功能)可观测到滤波器的幅频特性。

连续按“扫速降”键,直到幅频特性图清晰为止。

(注:因扫频信号左边频率高,右边频率低,所以其幅频特性图中对应的也是频率左高右低,即与我们平时所见的幅频特性图相反。

如低通滤波器的通频带在X轴的右边,而高通滤
波器的通频带则在X轴的左边。


(4)同样按此方法测量无源高通、无源带通、无源带阻滤波器及另外4个有源滤波器的幅频特性。

注意:高通滤波器选择扫频段7,带通滤波器选择扫频段2或段3,带阻滤波器选择扫频段3,另因带通滤波器的通带较宽,所以可用连续的两个扫频段联合来观察,一用于观察滤波器的高频部分特性,另一个用于观察低频部分特性,如用扫频段2和段6联合观察无源带通。

各扫频段的频率范围可参考实验三《扫频源》。


(5)记录各个滤波器用扫频法得到的李沙育图形,绘制滤波器的幅频特性曲线。

(二)描点法(点频法)
例1 测试RC无源低通滤波器的幅频特性。

实验线路如图2-6-4所示。

(1)将外置函数信号发生器的输出信号选为某一较低频率的正弦波,将该正弦波接至低通滤波器的输入端。

(注:在用点频法测滤波器的幅频特性时,滤波器的输入信号幅度必须始终保持不变,如输入的正弦波幅度或有效值选为1V。


(2)用双踪示波器测试滤波器的输入口和输出口的信号,记录此时的U1和U2并填入表2-6-1中。

(3)逐渐增大输入正弦信号的频率,重复步骤(2)。

(4)由于低通滤波器具有通低频阻高频的特性,所以当输入信号的频率增大时,输出信号的幅度开始减少(选择高通滤波器时,则情况相反)。

此时,频率间隔要取小,以便绘出的幅频特性图更加精确。

(5)重复步骤(2)、(3)、(4),直到找到低通滤波器的截止频率c
f 。

其中,
22max
2|2
c f f U U ==。

(6)在截至频率c
f 之后,继续选取几个频率测量点,测量输出电压2
U ,将数据填入表2-6-1。

实验时,必须在保持正弦波信号输出电压(1
U )不变的情况下,
逐渐改变其输出频率,用示波器或实验箱提供的数字电压表测量RC
滤波器输出端的电压
2U 。

当改变信号源频率时,都必须观测一下1
U 是否保持稳定,数据如有改变应及时调整,将测量数据记入表2-6-1。

例2 测试RC有源低通滤波器的幅频特性(略)。

(7)按上述方法分别测试无源和有源LPF、HPF、BPF 、BEF的幅频特性。

列表并记录之,并最终绘制其幅频特性图。

实验步骤、数据记录表格及实验内容,自行拟定。

六、实验结果及分析
低通频谱
高通频谱
带通频谱
带阻频谱
低通李沙育图
高通李沙育图
有源滤波器与无源滤波器:有源滤波器由于有电源补偿所以信号经过滤波后波形幅度可以达到基本不衰减或是幅度增大,但是,例如本实验中用了运算放大器,由于器件本身并不理想,例如实际运放输入电阻并非无穷大,其本身有一定的滤波作用,会对输出信号有一定的噪声掺杂。

而无源滤波器则很明显信号通过后会衰减,而且信号的频率与滤波器的中心频率相差越悬殊,衰减越强。

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