1、滤波器特性实验一 实验目的1 了解无源和有源滤波器的种类、基本结构及其特性;2 对比并研究无源滤波器和有源滤波器的滤波特性;二 原理说明1滤波器的作用是对输入信号的频率具有选择性。滤波器的种类很多,但总的来说,可分为两大类,即经典滤波器和现代滤波器。经典滤波器可分为四种,即低通(LP) 、高通(HP) 、带通(BF) 、带阻(BS)滤波器。图 1-1 分别给出了四种滤波器的理想幅频响应。图 1-1 四种滤波器的理想幅频特性2 滤波器可认为是一个二端网络,可用图 1-2 的模型来描述。其幅频特性和相频特性可由下式反映: . .H (j) =U2/U1=A()()H (j)为网络函数,又称为传递函
2、数。三 仪器设备:1 信号与系统实验箱2 交流电压表3 双踪示波器阻带 通带(b)高通滤波器Au通带 阻带阻带(c) 带通滤波器Au(a) 低通滤波器阻带通带Au0 fc f0 fcl f0 fch f通带 通带阻带(d) 带阻滤波器Au0 fcl f0 fch f滤波器U1 U2图 1-2 滤波器四 实验步骤及内容1 用实验导线按图 1-3 构造滤波器:(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 1-3 各种滤波器的实验电路图2 测试各无源和有源滤波器的
3、幅频特性:例 1:测试 RC 无源低通滤波器的幅频特性。实验电路如图 1-3(a)所示。实验时,打开函数信号发生器,使其输出幅度为 1V 的正弦信号,将此信号加到滤波器的输入端,在保持正弦信号输出幅度不变的情况下,逐渐改变其频率,用交流电压表测量滤波器输出端的电压 U2。每当改变信号源频率时,都必须观测一下 U1 是否保持稳定 1V,数据如有改变应及时调整,将测量数据记入下表。F(KHz)fcU1(V) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1U2(V)例 2:测试 RC 有源低通滤波器的幅频特性。实验电路如图 1-3(b)所示。放大系数 K=1。实验时,打开函数信号发生器,使其输出幅度为 1V 的正弦信号,将此信号加到滤波器的输入端,在保持正弦信号输出幅度不变的情况下,逐渐改变其频率,用交流电压表测量滤波器输出端的电压 U2。每当改变信号源频率时,都必须观测一下 U1 是否保持稳定 1V,数据如有改变应及时调整,将测量数据记入下表。F(KHz)fcU1(V) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1U2(V)按照以上方法,分别测量其它种类的滤波器的幅频特性。