實驗二1實驗二模擬濾波器頻率特性測試

1、實驗二 模擬濾波器頻率特性測試一、實驗?zāi)康?#183; 1、掌握低通無源濾波器的設(shè)計；· 2、學(xué)會將無源低通濾波器向帶通、高通濾波器的轉(zhuǎn)換；· 3、了解常用有源低通濾波器、高通濾器、帶通濾波器、帶阻濾波器的結(jié)構(gòu)與特性；二、預(yù)備知識 · 1、 學(xué)習(xí)“模擬濾波器的逼近”；· 2、 系統(tǒng)函數(shù)的展開方法；· 3、低通濾波器的結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)換方法； 預(yù)習(xí)報告中回答以下問題：· 1、實際中常用的濾波器電路類型有哪些，有何特點？· 2、有源濾波器、無源濾波器的概念，優(yōu)缺點和各自的應(yīng)用場合？· 3、繪出低通、帶通、帶阻、高通四種濾波器的

2、理想頻響曲線及實際頻響曲線，兩者有何根本區(qū)別，產(chǎn)生原因？三、實驗原理模擬濾波器根據(jù)其通帶的特征可分為：· （1）低通濾波器：允許低頻信號通過，將高頻信號衰減；· （2）高通濾波器：允許高頻信號通過，將低頻信號衰減；· （3）帶通濾波器：允許一定頻帶范圍內(nèi)的信號通過，將此頻帶外的信號衰減；· （4）帶阻濾波器：阻止某一頻帶范圍內(nèi)的信號通過，而允許此頻帶以外的信號衰減；各種濾波器的頻響特性圖： 圖2一1低通濾波器 圖2一2高通濾波器1 / 6 圖2一3帶通濾波器 圖2一4帶阻濾波器· 在這四類濾波器中，又以低通濾波器最為典型，其它幾種類型的濾波器均

3、可從它轉(zhuǎn)化而來。1、系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性是指系統(tǒng)在正弦信號激勵下系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)隨激勵信號頻率變化的情況。用矢量形式表示： 其中：H(j)為幅頻特性，表示輸出信號與輸入信號的幅度比隨輸入信號頻率的變化關(guān)系；()為相頻特性，表示輸出信號與輸入信號的相位差隨輸入信號頻率的變化關(guān)系。2、H(j)可根據(jù)系統(tǒng)函數(shù)H(s)求得：H(j)= H(s)s=j因此，對于給定的電路可根椐S域模型先求出系統(tǒng)函數(shù)H(s)，再求H(j)，然后討論系統(tǒng)的頻響特性。3、頻響特性的測量可分別測量幅頻特性和相頻特性，幅頻特性的測試采用改變激勵信號的頻率逐點測出響應(yīng)的幅度，然后用描圖法描出幅頻特性曲線；相頻特性的測量方法亦可改變激勵

4、信號的頻率用雙蹤示波器逐點測出輸出信號與輸入信號的延時，根椐下面的公式推算出相位差 當(dāng)響應(yīng)超前激勵時為 正，當(dāng)響應(yīng)落后激勵時為負。四、實驗原理圖B函數(shù)發(fā)生=生生生器CH1 示波器RRR/2CC2CINPUTAIN1IN2OUT1OUT2GNDGND 圖2一5實驗電路圖中：R=38k，C=3900pF，紅色框內(nèi)為實驗板上的電路。五、實驗內(nèi)容及步驟： 將信號源CH1的信號波形調(diào)為正弦波，信號的幅度調(diào)為Vpp=10V 。 1、RC高通濾波器的頻響特性的測量： 將信號源的輸出端(A)接實驗板的IN1端，濾波后的信號OUT1接示波器的輸入(B) 。根據(jù)被測電路的參數(shù)及系統(tǒng)的頻特性，將輸入信號的頻率從低到

5、高逐次改變十 次以上(幅度保持Vipp=10v) ， 逐個測量輸出信號的峰峰值大小(Vopp)及輸出信號與輸入信號的相位差 ，并將測量數(shù)據(jù)填入表一：表一Vi(V)101010101010101010101010101010f(Hz)1502003003504004505005501000150020002500300035004000Vo(v)1.441.21.262.963.283.6044.246.607.448.008.408.728.768.88()0.050240.037680.018840.0163280.0150720.012560.0113040.0100480.0037680

6、.0018840.00113040.00087920.00050240.00043960.00037682RC低通濾波器的頻響特性的測量： 將信號源的輸出(A)接實驗板的IN2，濾波后的輸出信號OUT2接示波器的輸入(B) 。根據(jù)被測電路的參數(shù)及系統(tǒng)的幅頻特性，將輸入信號的頻率從低到高逐次改變十 次以上(幅度保持Vipp=10v) ， 逐個測量輸出信號的峰峰值大小(Vopp) 及()，并將測量數(shù)據(jù)填入表二：表二Vi(V)1010101010101010101010f(Hz)500700100012501500175020002500300035004000Vo(v)5.444.403.362.

7、962.563.322.081.681.521.281.20()0.0100480.0081640.0069080.0053380.004710.0040820.0037680.00301440.00276320.0025120.00226083雙TRC帶阻濾波器的頻響特性的測量：將實驗板上的兩輸入端IN1與IN2短接，輸出端OUT1與OUT2短接；并將信號源的輸出 (A)接實驗板輸入(IN1 )或(IN2 )，濾波后的輸出OUT1或OUT2接示波器的輸入(B) 。根據(jù)被測電路的參數(shù)及系統(tǒng)的幅頻特性，將輸入信號的頻率從低到高逐次改變二十 次以上(幅度保持Vipp=10v) ， 逐個測量輸出信號

8、的峰峰值大小(Vopp)及() ，并將測量數(shù)據(jù)填入表三：表三Vi(V)1010101010101010101010f(Hz)30501001502002503504505007501000Vo(v)8.488.487.445.924.883.842.1620.661.783.24()0.037680.034540.03140.028260.025120.0213520.0175840.018840.0119320.0075360.005338Vi(V)10101010101010101010f(Hz)1250150017502000225025003000350040004500Vo(v)4.245.125,766.326.727.047.527.848.088.16()0.0043960.00288880.0025120.0018840.00175840.00138160.00106760.0006280.00056520.0004396六、實驗儀器：函數(shù)發(fā)生器一臺 ，雙蹤示波器一臺，實驗板一塊 七、數(shù)據(jù)處理：1、整理實驗數(shù)據(jù)，并以f