滤波器实验报告.pdf

1、实验报告 课程名称：信号分析与处理 指导老师：齐冬莲 成绩：_ 实验名称：无源滤波器和有源滤波器 实验类型：信号实验 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得 一、实验目的和要求一、实验目的和要求 1.熟悉模拟滤波器的构成及其特性；2 学会测量滤波器幅频特性的方法。二、实验内容和原理二、实验内容和原理 实验内容实验内容：1.测量低通滤波器的幅频特性；2.测量高通滤波器的幅频特性；3.测量带通滤波器的幅频特性；4.测量带阻滤波器的幅频特性。实验原理：实验原理：滤波器是一种能

2、使有用频率信号通过，同时抑制无用频率信号的电子装置，根据是否含有有源器件，可分为无源滤波器及有源滤波器。滤波器的一般结构如下：)()()(jejAjA 其中)(jA为滤波器传递函数的模，)(为相位角，时延特性，其定义为 dd。截止频率（归一化幅频特性在幅度为 0.707 时对应的频率，该频率对应的点为半功率点）。根据幅频特性所表示的通过或阻止信号频率范围的不同，滤波器可分为 a)低通滤波器(LPF)、b)高通滤波器（HPF）、c)带通滤波器（BPF）和 d)带阻滤波器（BEF）四种。专业：自动化（电气）姓名：冷嘉昱 学号：3140100926 日期：2016.5.20 地点：东三 409 装

3、订 线 实验名称：无源滤波器和有源滤波器 三、主要仪器设备三、主要仪器设备 1.PC 机以及 NI myDAQ 便携式数据采集设备各一套；2.面包板以及元器件若干。四、操作方法和实验步骤四、操作方法和实验步骤 1.测量低通滤波器的幅频特性：左图为无源低通滤波器，右图为有源低通滤波器；2.测量高通滤波器的幅频特性：左图为无源高通滤波器，右图为有源高通滤波器；3.测量带通滤波器的幅频特性：左图为无源带通滤波器，右图为有源带通滤波器；4.测量带阻滤波器的幅频特性：左图为无源带阻滤波器，右图为有源带阻滤波器；以上所有电路中电阻值 510，电容值 0.1F。装 订 线 P.2 实验名称：无源滤波器和有源

4、滤波器 五、实验数据记录和处理五、实验数据记录和处理 1.测量低通滤波器的幅频特性：Frequency/kHz 0.1 1 1.5 2 2.5 3 3.5 5 7.5 10 PVRMS/mV 351.63 297.16 255.80 219.17 189.03 163.86 144.05 102.05 64.38 43.88 AVRMS/mV 352.6 330.19 308.06 282.98 256.44 230.39 205.42 146.06 85.31 54.29 Pspice 仿真：装 订 线 P.3 实验名称：无源滤波器和有源滤波器 2.测量高通滤波器的幅频特性：Freq/kHz

5、 0.1 0.5 2 3 3.5 4 4.5 6 8 10 20 PVRMS/mV 0 0 42.86 78.59 91.76 102.55 121.40 157.45 187.44 205.10 302.75 AVRMS/mV 4.73 21.15 82.91 117.38 133.18 147.19 164.09 200.80 236.73 270.68 317.56 Pspice 仿真：装 订 线 P.4 实验名称：无源滤波器和有源滤波器 3.测量带通滤波器的幅频特性：Freq/kHz 0.1 0.5 2 3 3.5 4 4.5 6 8 10 20 PVRMS/mV 8.60 39.82

6、 100.72 111.58 113.89 114.75 114.37 111.50 104.19 96.58 62.76 AVRMS/mV 17.49 81.97 344.43 531.30 602.01 636.12 637.44 536.40 401.12 311.92 150.60 Pspice 仿真：装 订 线 P.5 实验名称：无源滤波器和有源滤波器 4.测量带阻滤波器的幅频特性：Freq/kHz 0.1 0.5 2 3 3.5 4 4.5 6 8 10 20 PVRMS/mV 351.40 332.15 212.33 157.42 138.11 122.04 108.95 80.

7、07 56.69 44.47 7.74 AVRMS/mV 701.92 634.40 321.96 223.37 201.63 189.50 189.57 220.15 272.04 350.90 501.11 PSpice 仿真：装 订 线 P.6 实验名称：无源滤波器和有源滤波器 六、实验结果与分析六、实验结果与分析 1.无源低通滤波器(PLPF)传递函数：222131R C sRCs 截止频率与通频带：截止频率截止频率/kHz 通频带通频带/kHz 实验值 1.57 1.57 仿真值 1.16 1.16 2.有源低通滤波器(ALPF)传递函数：222121R C sRCs 截止频率与通频

8、带：截止频率截止频率/kHz 通频带通频带/kHz 实验值 2.61 2.61 仿真值 2.01 2.01 3.无源高通滤波器(PHPF)传递函数：22222231R C sR C sRCs 截止频率与通频带：截止频率截止频率/kHz 通频带通频带/kHz 实验值 11.99 仿真值 8.43 4.有源高通滤波器(AHPF)传递函数：22222221R C sR C sRCs 截止频率与通频带：截止频率截止频率/kHz 通频带通频带/kHz 实验值 7.3 仿真值 4.86 装 订 线 P.7 实验名称：无源滤波器和有源滤波器 5.无源带通滤波器(PBPF)传递函数：222131R C sRC

9、sRCs 截止频率与通频带：fL/kHz fH/kHz 通频带/kHz 实验值 1.29 14.55 13.26 仿真值 0.942 10.364 9.422 6.有源带通滤波器(ABPF)传递函数：(R2C2s2+2RCs+2)-1RCs 截止频率与通频带：fL/kHz fH/kHz 通频带/kHz 实验值 2.56 7.14 4.58 仿真值 1.74 10.32 8.58 7.无源带阻滤波器(PBEF)传递函数：(R2C2s2+4RCs+1)-1(RCs)2+1 截止频率与通频带：fL/kHz fH/kHz 通频带/kHz 实验值 1.55 N/A N/A 仿真值 0.78 12.47 11.69 8.有源带阻滤波器(ABEF)传递函数：(R2C2s2+2RCs+1)-1(RCs)2+1 截止频率与通频带：fL/kHz fH/kHz 通频带/kHz 实验值 1.14 13.12 11.98 仿真值 1.63 9.96 8.33 装 订 线 P.8 实验名称：无源滤波器和有源滤波器 七、讨论、心得七、讨论、心得 1.总体看来实验所得幅频特性与仿真结果相差不小，经分析应是面包板接触不良导致的误差较大。2.高通、带阻两种滤波器在拟合幅频特性时 10kHz 到 20kHz 之间曲线失真太严重，应在其间增加测试数据点。装 订 线 P.9