(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ω

c

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，ω

0为中心频率，ω

cL

和ω

cH

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 （j ω）（又称为传递函数），它用下式表示

（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。

＋ ＋

－ － 图4-3 滤波器

滤波器

1

.

U

2

.

U

)()()(12ωθωω∠==

A u

u

j H

五、课程实践内容设计步骤：

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。 （1）测试RC 无源低通滤波器的幅频特性。

实验电路如图2.2.1（a ）所示。

实验时，必须在保持正弦波信号输入电压（U 1）幅值不变的情况下，逐渐改变其频率，用实验箱提供的数字式真有效值交流电压表（10Hz

表一：

（2）测试RC 有源低通滤器的幅频特性

实验电路如图2.2.1（b ）所示。取R ＝1K 、C ＝0.01uF 、放大系数K ＝1。测试方法用（1）中相同的方法进行实验操作，并将实验数据记入表二中。

表二：

3.分别测试无源、有源HPF 、BPF 、BEF 的幅频特性。 实验步骤、数据记录表格及实验内容，自行拟定。

4.研究各滤波器对方波信号或其它非正弦信号输入的响应（选做，实验步骤自拟）。

六、实践数据处理：

1.无源低通滤波器:Wc=5.650k

2.无源高通滤波器:Wc=22k

3.无源带通滤波器:Wcl=

4.6k , Wch=41.3k

4.无源带阻滤波器:WcL=3.62K ,Wch=69k

5.有源低通滤波器:Wc=10k

6.有源高通滤波器:Wc=24.75k

7.有源带通滤波器:Wcl=7.5 , Wch=27k

8.有源带阻滤波器:Wcl=6.0k , Wch=36.7k

七、课程设计总结：

各类有源无源滤波器滤波特性：

1.无源低通滤波器：它允许信号中的低频或直流分量通过，抑制高频分量或干扰和噪声。

2.无源高通滤波器：它允许信号中的高频分量通过，抑制低频或直流分量。

3.无源带通滤波器：它允许一定频段的信号通过，抑制低于或高于该频段的信号、干扰和噪声；

4.无源带阻滤波器：它抑制一定频段内的信号，允许该频段以外的信号通过。

5.有源低通滤波器：与无源低通滤波器滤波特性一样，但同频带相对较窄。

6.有源高通滤波器：与无源高通滤波器滤波特性一样，但通频带相对较窄。

7.有源带通滤波器：与无源带通滤波器滤波特性一样，但通频带相对较窄。

8.有源带阻滤波器：与无源带阻滤波器滤波特性一样，但通频带相对较宽。

无源和有源滤波器的优缺点：

无源滤波器优点是：电路比较简单，不需要直流电源供电，可靠性高。缺点是：通带内的信号有能量损耗，负载效应比较明显。

有源滤波器这类滤波器的优点是：通带内的信号不仅没有能量损耗，而且还可以放大，负载效应不明显。缺点是：通带范围受有源器件的带宽限制。

八、实验体会

此次课程实践，加深了解了RC有源和无源滤波器的种类，结构极其特性，对滤波器的认识更加深了一步。更认识到非常重要也是对自己未来非常有用的一点：实践出真知。