1、廣州大學(xué)信號與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)報告冊實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 模擬濾波器的特性測定 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 了解RC無源和有源濾波器的種類、基本結(jié)構(gòu)及其特性。2. 對比研究無源和有源濾波器的濾波特性。 3. 學(xué)會列寫無源和有源濾波器的方法。 4. 推導(dǎo)RC無源和有源濾波器的系統(tǒng)函數(shù)。5. 用掃頻法測試各個濾波器的幅頻特性。6. 繪制濾波器的幅頻特性曲線。 二 實(shí)驗(yàn)原理1 濾波器是對輸入信號的頻率具有選擇性的一個雙口網(wǎng)絡(luò)，它允許某些基本頻率(通常是某個頻帶范圍)的信號通過，而其他頻率的信號受到衰減或是抑制，這些網(wǎng)絡(luò)可以是由RLC元件或RC元件構(gòu)成的無源濾波器，也可以是由RC元件和

2、有源器件構(gòu)成的有源濾波器。2 根據(jù)幅頻特性所表示的通過或阻止信號頻率范圍的不同，濾波器可分為低 通濾波器（LPF）、高通濾波器（HPF）、帶通濾波器（BPF）和帶阻濾波器（BEF）四種。把能夠通過的信號頻率范圍定義為通帶，把阻止通過或衰減的信號頻率范圍定義為阻帶。而通帶和阻帶的分界點(diǎn)的頻率fc成為截止頻率或轉(zhuǎn)折頻率。圖2-6-1中的Aup為通帶的電壓放大倍數(shù)，fc為截止頻率，fo為中心頻率，fl和fh分別為低端和高端截止頻率。其中，低通濾波器的通頻帶為: 。  高通濾波器的通頻帶為：。 帶通濾波器的通頻帶為：。帶阻濾波器的通頻帶為：。阻帶通帶通帶阻帶HPFLPF 

3、 阻帶阻帶阻帶通帶通帶通帶 BEFBPF3. 濾波器的頻響特性定義濾波器的頻響特性，又稱為傳遞函數(shù)或系統(tǒng)函數(shù)，它全面反映了濾波器的幅頻和相頻特性：+濾波器- ，式中為濾波器的幅頻特性；為濾波器的相頻特性。4.本實(shí)驗(yàn)中四種濾波器的實(shí)驗(yàn)線路無源低通有源低通 無源高通有源高通 無源帶通無源帶阻 三 實(shí)驗(yàn)儀器：1. 20MHZ雙蹤示波器一臺。2. 信號與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱一套。3. 函數(shù)信號發(fā)生器一臺。四 實(shí)驗(yàn)步驟：用掃頻源法測量無源低通濾波器的幅頻特性1. 分別打開單片機(jī)低頻信號發(fā)生器實(shí)驗(yàn)?zāi)K的電源開關(guān)和掃頻源實(shí)驗(yàn)?zāi)K的電源開關(guān)，并選擇單片機(jī)低頻信號發(fā)生器輸出波形為鋸齒波。選擇掃頻段4（即按下掃頻段4的開關(guān)

4、），用示波器的一個測量通道測量掃頻的輸出波形，檢查掃頻源是否正常工作。2. 若掃頻源正常工作，則把掃頻源的輸出信號截止無源低通濾波器的輸入口。3. 利用示波器的X-Y測量功能，觀測濾波器的李莎育圖形。把單片機(jī)低頻信號發(fā)生器的輸出信號（掃頻電壓）即TP801接示波器的X軸（即示波器的CH1通道），把無源低通濾波器的輸出信號接至示波器的Y軸（即示波器的CH2通道），通過李莎育圖形（即示波器的X-Y測量功能）可觀測到濾波器的幅頻特性。連續(xù)按“掃速降”鍵，直到幅頻特性圖清晰為止。4. 同樣按此方法測試無源高通、無源帶通、無源帶阻濾波器及另外4個有源濾波器的幅頻特性。5. 記錄各個濾波器用掃頻法得到的李

5、莎育圖形，繪制濾波器的幅頻特性曲線。五 數(shù)據(jù)處理及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示：1. 李沙育圖（a）無源低通（b）有源低通 （c）無源高通（d）有源高通 （e）無源帶通 （f）有源帶通 （g）無源帶阻（h）有源帶阻 2. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)掃頻段229.72145.5kHz掃頻段318.3696.87kHz掃頻段414.1966.61kHz掃頻段711.4215.29kHz低通高通帶通帶阻X軸Y軸X軸Y軸X軸Y軸X軸Y軸無源4.811.718.424.8010.806.014.813.424.454.214.818.211.726.05掃頻源頻段4723數(shù)據(jù)處理（0.36，32.83）（1.75，105.95）（2.2

6、5，19.90）（1.25，16.14）（0.71，112.04）（0.93，136.83）（0.86，131.06）（1.71，152.37）（0.36，46.43）（1.26,117.11）有源4.812.0510.544.8012.848.024.816.1018.2112.504.806.412.5811.62掃頻源頻段4734數(shù)據(jù)處理(0.43,36.53)(2.19,129.06)(2.67,21.77)(1.67,17.89)(1.27,117.93)(3.78,315.59)(2.60,222.39)(1.33,84.19)(0.53,42.37)(2.42,141.09)無源低通無源高通 無源帶通無源帶阻 六 數(shù)據(jù)結(jié)果分析1. 實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)問題，即測得的Y軸的值要比X軸所測的值要大，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中的輸出波形的最大幅度應(yīng)該要比輸入波形要小，因此實(shí)驗(yàn)的誤差可能是由于實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的元件老化或者損壞，也可能是示波器所測得的結(jié)果出現(xiàn)問題。2. 在做實(shí)驗(yàn)時要按照實(shí)驗(yàn)步驟來做實(shí)驗(yàn)，不然會造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)