《信號(hào)與系統(tǒng)》實(shí)驗(yàn)報(bào)告四

1、信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告四 一題目要求利用現(xiàn)有電路知識(shí)，設(shè)計(jì)低通、帶通、高通、帶阻濾波器，寫出濾波器的頻率響應(yīng)函數(shù)。在matlab中，繪制濾波器的頻譜圖，指出濾波器主要參數(shù)，說明對(duì)所設(shè)計(jì)的濾波器要提高這些參數(shù)該如何改進(jìn)。寫出改進(jìn)后濾波器的頻率響應(yīng)函數(shù)，繪制改進(jìn)后的濾波器頻譜圖。在matlab中，若只模擬信號(hào)發(fā)生器和示波器，要求測(cè)試并繪制出所設(shè)計(jì)的一種濾波器的頻譜圖，闡明試驗(yàn)原理。 （要求設(shè)計(jì)的濾波器元件參數(shù)為實(shí)際值） 2、 實(shí)踐內(nèi)容（一） 設(shè)計(jì)濾波器由我們已經(jīng)學(xué)過的電路知識(shí)，可輕易地畫出如下圖所示四種簡(jiǎn)單的濾波器。1.低通濾波器2.高通濾波器 3. 帶通濾波器4.帶阻濾波器 （二） 計(jì)算頻率響應(yīng)函數(shù)

2、1. 低通濾波器由電路分析基礎(chǔ)知識(shí)易得下列方程設(shè)輸入信號(hào)為 由傳遞函數(shù)易得這個(gè)濾波器具有低通的頻率特性。2. 高通濾波器由電路分析基礎(chǔ)知識(shí)易得下列方程3.帶通濾波器由電路分析基礎(chǔ)知識(shí)易得下列方程：該傳遞函數(shù)具有最大值，故該濾波器具有帶通特性 4.帶阻濾波器 由電路分析基礎(chǔ)知識(shí)易得下列方程：該傳遞函數(shù)具有最小值，故該濾波器具有帶阻特性（三） 利用MATLAB繪制頻譜圖1.低通濾波器 程序如下r=10000;c=1e-5;b=0,1;a=r*c;1;w1=1/(r*c); w=0:150;h=freqs(b,a,w); subplot(2,1,1),plot(w,abs(h),w1,0.707,&

3、#39;*r');grid ylabel('幅度');subplot(2,1,2),plot(w,angle(h)/pi*180);grid ylabel('相位');xlabel('角頻率/(rad/s)');2.高通濾波器 程序如下r=10000;c=3e-5;b=r*c,0;a=r*c;1;w=0:15; w=0:60; h=freqs(b,a,w); subplot(2,1,1),plot(w,abs(h);grid ylabel('幅度');subplot(2,1,2),plot(w,angle(h)/pi*18

4、0);grid ylabel('相位');xlabel('角頻率/(rad/s)');3. 帶通濾波器程序如下r=10000;c=1e-5;b=r*c,0;a=r2*c2,3*r*c,1;w1=1/(r*c); w=0:200;h=freqs(b,a,w); subplot(2,1,1);plot(w,abs(h),w1,max(abs(h),'*r');grid ylabel('幅度');subplot(2,1,2),plot(w,angle(h)/pi*180);grid ylabel('相位');xlabel

5、('角頻率/(rad/s)');4.帶阻濾波器程序如下r=1000;c=1e-8;b=r2*c2,0,1;a=r2*c2,4*r*c,1;w1=1/(r*c);w=0:2500000;h=freqs(b,a,w);subplot(2,1,1);plot(w,abs(h),w1,min(abs(h),'*r');gridylabel('幅度');subplot(2,1,2),plot(w,angle(h)/pi*180);gridylabel('相位');xlabel('角頻率/(rad/s)'); （四）改進(jìn)參數(shù)1.低通濾波器為了提高低通濾波器的靈敏度，即降低截止頻率。將電阻R改為5k。如下圖2.高通濾波器為了提高低通濾波器的靈敏度，即降低截止頻率。只需減少電容或增大電阻即可。保持電阻不變，減小電容。如下圖3.帶通濾波器帶通濾波器的截止頻率，主要由電阻與電容決定。從頻率函數(shù)中可以看出輸出Vo也是由RC決定的，帶寬與CR成反比。為了增加