二阶RC高通滤波器的设计与测试

lgf fc
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现代电子技术实验
ui(t)波形 波形
u0(t)
公共参考点
现代电子技术实验
ui(t)波形 波形
u0(t)
公共参考点
现代电子技术实验
ui(t)波形 波形
u0(t)
公共参考点
现代电子技术实验
三、实验内容
1.幅频特性和相频特性测试 1.幅频特性和相频特性测试
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4.9 二阶 高通滤波器的设计与测试 二阶RC高通滤波器的设计与测试
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现代电子技术实验
一.实验目的
1、了解二阶高通滤波器的频率特性。 、了解二阶高通滤波器的频率特性。 2、掌握网络频率特性测试的一般方法。 、掌握网络频率特性测试的一般方法。 3、测量二阶 高通滤波器的幅频特性和相频特性。 高通滤波器的幅频特性和相频特性。 、测量二阶RC高通滤波器的幅频特性和相频特性
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其幅频特性
带宽： 带宽： 带宽： 带宽： ω
c
∞
H (ω) =
ω ωc
ω 1+ ωc
2
1
0.707
ωc
90° ° 45° °
相频特性
ω ϕ (ω ) = − arctan ωC 2
π
0
1
10
ω/ ωc
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相频特性的测量——点频测试法 3. 相频特性的测量 点频测试法
双轨迹（截距）测量 的应用 双轨迹（截距）测量法的应用
二、测量仪器 1. 示波器
示波器是电子电路测量中最常见、 示波器是电子电路测量中最常见、使用最广泛的精 密仪器之一，它能精确测试各种交、直流信号， 密仪器之一，它能精确测试各种交、直流信号，形象地 反映被测信号的特征。注意接地 接地、 、 工作方式 工作方式， 反映被测信号的特征。注意接地、AC、DC工作方式， 熟练掌握定量画波形的技能。 熟练掌握定量画波形的技能。
lgf fc
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2.二阶高通滤波器 2.二阶高通滤波器
C C + R R
相频特性: 相频特性
+
ui
-
uo
-
φ(ω)
3ω RC ϕ (ω ) = arctan 1 − ω 2 R 2C 2
180° ° 90° °
52.55° 52.55°
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二、实验原理
1.一阶高通滤波器 1.一阶高通滤波器
转移函数: 转移函数
jω RC H (ω ) = = 1 1 + jω RC R+ jω c R
﹢ C ﹢ R
ui
﹣
uo
﹣
1 令 ωc = 得： RC
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根据元件包中提供的元件，自己设计并搭建一个二阶 高通 根据元件包中提供的元件，自己设计并搭建一个二阶RC高通 滤波器，测量该滤波器的幅频特性曲线，要求输入U 滤波器，测量该滤波器的幅频特性曲线，要求输入 i=3V。 。
频率 （Hz） ）
0.05 fc
0.1 fc
0.5fc
fc =
2fc
5fc
10fc
使用时要注意频率显示与频率范围选择之间没有倍乘关 使用时要注意频率显示与频率范围选择之间没有倍乘关 频率显示 直接读数。 系，是直接读数。 要得到更小信号时，需选择“输出衰减”按键， 要得到更小信号时，需选择“输出衰减”按键，正确使 用 -20db或-40db的衰减方式。 的衰减方式。 或 的衰减方式
相位差的测试
双口网络
期末考试
+
ui
-
？
+
uo
-
1、测试该网络的幅频特性曲线 、 2、相位差的测试 、
R + + C +
C C
+
R R
ui
-
uo
-
ui
-
uo
-
2. 幅频特性的测量——点频测试法 幅频特性的测量
保持输入电压不变，测定输出电压， 保持输入电压不变，测定输出电压，然后改变信 号源的频率，观察在不同频率下输出电压的变化， 号源的频率，观察在不同频率下输出电压的变化，特 别是在输出电压下降了0.707倍时的频率，以此确定被 别是在输出电压下降了 倍时的频率， 测电路的截止频率点，然后通过多个测试点研究电路 测电路的截止频率点， 的频率响应特性。 的频率响应特性。
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2.二阶高通滤波器 2.二阶高通滤波器
C C + R R
幅频特性: 幅频特性
+
ui
-
uo
-
∣H(jω)∣(dB) ∣
H (ω ) =
ω 2 R 2C 2
9ω 2 R 2C 2 + (1 + ω 2 R 2C
2 2
0
0
-20
)
-40
-60 -80 -100 -120
U0(V) φ(°) °
源自文库
2.根据上表绘出幅频特性曲线。 2.根据上表绘出幅频特性曲线。 根据上表绘出幅频特性曲线 3.定量画出在 3.定量画出在 fc时，输入和输出的相位差波形。 输入和输出的相位差波形。
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四、实验报告要求
1、认真记录实验数据 用坐标纸定量描绘测试波形，正确标明相应坐标。 2、用坐标纸定量描绘测试波形，正确标明相应坐标。 3、根据测量数据和波形，分析结果总结相关内容。 根据测量数据和波形，分析结果总结相关内容。 输出和输入的相位差波形。 4、定量画出在fc时，输出和输入的相位差波形。
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《电子技术实验基础》（1） 电子技术实验基础》 ） 课程总结
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示波器 √ 晶体管豪伏表√ 仪器的使用
万用表
信号源√ 直流稳压电源
基本要求
正弦交流信号的测试 基本测试方法 频率特性的测试
2. 晶体管毫伏表
是一种交流电压表， 是一种交流电压表，频 交流电压表 率范围是20Hz～1MHz—— 率范围是 不能测量直流信号 表盘刻度按照正弦信 表盘刻度按照正弦信 号有效值刻度 表头刻度只要求掌握 第一和第二排刻度读数 表头红色刻度为dB读 ，表头红色刻度为 读 不要求。 数，不要求。
3. 函数发生器
C +
C + R R
4. 面包板
ui
-
uo
-
熟练掌握面包板的结构，正确使用面包板。 熟练掌握面包板的结构，正确使用面包板。
考试时间： 考试时间：第18周 星期三～星期五 周
具体安排请关注教务科通知或在网上教务处 查询！ 考试时务必带上准考证！ 查询！ 考试时务必带上准考证！