实验三无源和有源滤波器.docx

《实验三无源和有源滤波器.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验三无源和有源滤波器.docx（3页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、实验三无源和有源滤波器一、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、分析和对比无源和有源滤波器的滤波特性3掌握扫描仪的使用方法（TKSS-C型）二、仪器设备1、信号与系统实验箱TKSS-A型或TKSS-B型或TKSS-C型2、双踪示波器三、原理说明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，而其他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

2、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，把组织通过或衰减的信号频率范围定义为阻带。而通过与阻带的分界点 的频率3c称为截止频率或成转折频率。图3-1中的I Hjo|为通带的电压放大倍数，3。 为中心频率，3 cL和3 cH分别为低端和高端截止频率。四种滤波器的试验线路如图3-2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(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 3-2-4图3.2各种滤波器的试验线路图3、图3-3所示，滤波器的频率特性H(j3)(又

3、称传递函数)，它用下式表示(3-1)式中a(3)为滤波器的幅频特性，9(3)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3-3 滤波器四、预习耍求1、为使实验能顺利进行，做到心中有数，课前对教材的相关内容和实验原理、 目的与要求、步骤和方法要做充分的预习(并预期实验的结果)。2、指导各类无源和有源滤波器的频率特性，并据此分别画出滤波器的幅频特性曲线。3、在方波鼓励下，预测各类滤波器的响应情况。五、实验内容即步骤1、滤波器的输入端正弦信号发生器或扫频电源，滤波器的的输出端接示波器或交流数字毫伏表，2、测试无源和有源低通滤波器的幅频特性。（1）测试RC无源低通滤波器的幅频特性。用图3-

4、2-1 （a）所示的电路。测试RC无源低通滤波器的特性。实验时，必须保持正弦波信号输入电压（U）幅值不变的情况下，逐渐改变其频率，用试 验箱提供的数字是真有效值交流电压表（10Hz （f1MH z=,测量RC滤波器输出端电压 U2的幅值，并把所测得数据记录表一。注意每当改变信号源频率时，都必须观测一下输入 信号Ui使之保持不变。实验时应介入双踪示波器，分别观测输入Ui和输出U2的波形）。（注 意：在整个实验过程中应保持U恒定不变）。F(Hz)3o=1/Rc(rad/s)F0= 3 0/2 n (Hz)Ui(V)U2(V)（2）测试RC有源低通滤波器的幅频特性实验电路如图3-2-1 （b）所示。

5、取R=1K、OOOluF、使放大数K=l。测试方法用（1）中的相同的方法进行试验操作，并 将实验数据记入表二中。表二F(Hz)o0=l/Rc(rad/s)F0= 3 0/2 n (Hz)Ui(V)U2(V)3、分别测试无源、有源HPF、BPF、BEF、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、思考题1、试比较有源滤波器和无源滤波器各自的优缺点。2、各类滤波器参数的改变，对滤波器特性有何影响。七、注意事项1、在实验测量过程中，必须始终保持正弦波信号的输出（即滤波器的输入）电压Ui幅值不 变，且输入信号幅度不宜过大。2、在进行有滤波器实验时，输出端不可短路，以免损害运算放大器。3、用扫频电源作为鼓励时，可很快得出实验结果，但必须熟读电源的操作和使用说明。八、实验报告1、根据实验测量所得的数据，绘制各类滤波器的幅频特征。对于同类型的有源滤波器幅频 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。3、分析在方波信号激励下，滤波器的响应情况（选做）。4写出本实验的心得体会及意见。注：本次实验内容较多，根据情况课分两次进行。