电磁兼容电路课程-EMI信号线滤波器时频域滤波特性测试分析实验报告.pdf

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1、信号线滤波器时频域滤波特性测试分析实验报告一、实验目的首先从原理上掌握信号线滤波器的网络特性响应，其次了解信号源、示波器、频谱仪和网络分析仪等实验仪器的工作原理，并熟练掌握仪器的基本操作流程，通过示波器观察方波信号经过网线滤波器和 RS232 总线滤波器后的波形变化特征，并通过频谱仪观察接入滤波器前后，方波频谱的变化特点。二、实验原理滤波器50505050信号源示波器图 1 时域测试原理图滤波器50505050信号源频谱仪图 2 频域测试原理图三、实验仪器1. 信号源产生方波信号2. 频谱分析仪在频域范围内分析信号，显示出谱线3. 示波器在时域范围内分析信号4. 滤波器插入损耗测试夹具5. 测

2、试电缆及附件6. RJ45网线滤波器 TF-10C041048RS232 总线滤波器 TF-1018011513四、实验内容及操作步骤(一)时域滤波特性测试通过信号源发出重复频率 F，幅值为 A，占空比 50%的方波信号，通过示波器观察接入滤波器前后的波形特征，并记录波形上升沿时间，分析产生变化的原因。(二)频域滤波特性测试通过信号源发出重复频率 F，幅值为A，占空比50%的方波信号，通过频谱仪观察接入滤波器前后方波信号的频谱特征，保存频谱曲线图，记录各谐波分量的幅值， 并计算其插入损耗。(三)实验注意事项1将线路全部收进屏蔽金属盒内；2查看波形时，将屏幕调整至可清晰查看 2-3 个波形。五、

3、实验结果记录处理系统20lgU/dB频率基波：500kHz三次谐波：Hz直通RJ45网线滤波器RS232 总线滤波器-21.39五次谐波：Hz七次谐波：Hz九次谐波：Hz十一次谐波：HzRJ45(网线)滤波器波形上升沿时间方形类似方形RS232 总线滤波器锯齿形系统直通a直通b网线滤波器c总线滤波器图 3 波形图方波信号经过 RJ45网线滤波器的插入损耗为：IL网线 20lgU直通-20lgU网线，经过 RS232 总线滤波器的插入损耗为：IL总线 20lgU直通-20lgU总线，根据上述二式，做出插入损耗曲线图，如下列图 4。50插入损耗/dBRS232总线滤波器403020100.5RJ4

4、5（网线）滤波器11.522.533.5频率/MHz44.555.5图 4 插入损耗曲线图六、实验结果分析1、方波信号频谱有何特征？答：方波信号频谱具有以下三个特征：1离散性。方波信号频谱为非周期性离散的线状频谱，非周期性离散的线状频谱，连接各个谱线顶点的曲线为频谱的包络线，它反映了各频率分量的幅度随频率的变化情况；2谐波性。方波信号谱线为等距离分布，任意两谐波的频率之比都是整数或整数比，各次谐波的频率都是基频的整数倍；3收敛性。随着频率增加，幅值减小，最终趋于零，另外幅值越小意味着该频率成分在整个信号中所占比重越小。2、方波信号经过滤波器后其波形有什么变化？结合频域分析结果根据傅里叶变换分析

5、产生变化的原因。答：方波信号经过总线滤波器，波形由方形变为锯齿形。不妨设方波信2号U(t)周期为T，基频0=，将其做傅里叶变换，Ta0U(t) (ancosn0t bnsin0t),2n1其中，2Tan2TU(t)cos n0tdt,T2bn2U(t)sin n0tdt，n 0,1,2,TT2T2由上述内容可知，信号中高频成分n较大对应的系数an,bn较小，即高频成分占整个信号的比重较小。方波信号经过过滤器后，高频成分被滤除，信号中仅存幅值较大的低频信号，可看做低次谐波的叠加，波形与正弦波类似，故呈现锯齿形、上升沿时间变长。七、实验感想与体会记得老师上课讲过方波信号可看做谐波叠加， 当时只记得这样一句话“上升沿越陡，高频成分越多” ，印象比较深刻。这次轮到真的动手做实验，与之前记忆的内容完全吻合，有很大的满足感。同时为了答复上面的问题，又重新翻开高数书，复习了傅里叶级数，感觉这个公式真的很伟大。