无源滤波器和有源滤波器实验报告Word格式文档下载.docx
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图4-1中的|h（jω）|为通带的电压放大倍数，ω0为中心频率，ωcL和ωch分别为低端和高端截止频率。
图4-1各种滤波器的理想频幅特性
2.四种滤波器的实验线路如图所示：
（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
图4-2-2
（e）无源带通滤波器（f）有源带通滤波器图4-2-3
（g）无源带阻滤波器（h）有源带阻滤波器图4-2-4
图4-2各种滤波器的实验线路图
3、图4－3所示，滤波器的频率特性h（jω）（又称为传递函数），它用下式表示
h（j?
）?
?
2u
A（?
）
?
（?
1u
（4－1）
式中A（ω）为滤波器的幅频特性，θ（ω）为滤波器的相频特性。
它们都可以通过实验的方法来测量。
u
.
1
2
＋
－图4-3滤波器
五、课程实践内容设计步骤：
1.滤波器的输入端接正弦信号发生器或扫频电源，滤波器的输出端接示波器
或交流数字毫伏表。
（1）测试Rc无源低通滤波器的幅频特性。
实验电路如图2.2.1（a）所示。
实验时，必须在保持正弦波信号输入电压（u1）幅值不变的情况下，逐渐改变其频率，用实验箱提供的数字式真有效值交流电压表（10hz
频率时，都必须观测一下输入信号u1使之保持不变。
实验时应接入双踪示波器，分别观测输入u1和输出u2的波形（注意：
在整个实验过程中应保持u1恒定不变）。
表一：
（2）测试Rc有源低通滤器的幅频特性
实验电路如图2.2.1（b）所示。
取R＝1K、c＝0.01uF、放大系数K＝1。
测试方法用
（1）中相同的方法进行实验操作，并将实验数据记入表二中。
表二：
3.分别测试无源、有源hpF、bpF、beF的幅频特性。
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、实践数据处理：
1.无源低通滤波器:
wc=5.650k
2.无源高通滤波器:
wc=22k
3.无源带通滤波器:
wcl=4.6k,wch=41.3k
4.
无源带阻滤波器:
wcL=3.62K,wch=69k
篇二：
实验九无源与有源滤波器
实验九无源与有源滤波器
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。
二、实验设备
1．Thbcc-1型信号与系统·
控制理论及计算机控制技术实验平台
2．pc机（安装Thbcc-1”软件）
3．双踪慢扫描示波器1台（选配）
三、实验内容
1．测试无源和有源LpF（低通滤波器）的幅频特性；
2．测试无源和有源hpF（高通滤波器）的幅频特性；
3．测试无源和有源bpF（带通滤波器）的幅频特性；
4．测试无源和有源beF（带阻滤波器）的幅频特性；
四、实验原理
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（通常是某个频率范围）的信号通过，而其它频率的信号幅值均要受到衰减或抑制。
这些网络可以由RLc元件或Rc元件构成的无源滤波器，也可由Rc元件和有源器件构成的有源滤波器。
根据幅频特性所表示的通过或阻止信号频率范围的不同，滤波器可分为低通滤波器（LpF）、高通滤波器（hpF）、带通滤波器（bpF）、和带阻滤波器（beF）四种。
图9-1分别为四种滤波器的实际幅频特性的示意图。
图9-1四种滤波器的幅频特性
2．四种滤波器的传递函数和实验模拟电路如图9-2所示：
g（s）?
11g（s）?
R2c2s2?
3Rcs?
1R2c2s2?
2Rcs?
1
R2c2s2R2c2s2
222g（s）?
Rcs?
Rcs2Rcsg（s）?
（e）无源带通滤波器（f）有源带通滤波器g（s）?
Rcs?
1Rcs?
4Rcs?
1222222g（s）?
1222222
（g）无源带阻滤波器（h）有源带阻滤波器
图9-2四种滤波器的实验电路
3．滤波器的网络函数h（jω），又称为正弦传递函数，它可用下式表示
h（jω）＝?
（juω）o＝A（ω）?
θ（ω）?
（juω）i
式中A（ω）为滤波器的幅频特性，θ（?
）为滤波器的相频特性。
它们均可通过实验的方法来测量。
五、实验步骤
1．用扫频电源时（定性观测，实验时必须有双踪慢扫描示波器----可选做）
1）用扫频电源和示波器（或交流数字电压表）
，从总体上先观察各类滤波器的滤波特性。
i接扫频电源的输出，滤波器的输出端u?
o接示波器或交流数字电压接线时滤波器的输入端u
表（扫频电源的使用说明见附录）；
2）参照图9-2（a）、（b）观察无源和有源低通滤波器的幅频特性；
实验时，在保持正弦波信号输出电压幅值（ui）不变的情况下，逐渐改变其输出频率，用示波器或实验台提供的交流数字电压表（f＜200Khz），测量Rc滤波器输出端的电压u0。
当改变信号源频率时，都应观测一下ui是否保持稳定，数据如有改变应及时调整；
3）参照步骤2）分别测试无源、有源hpF、bpF、beF的幅频特性。
2．用函数信号发生器时（定量观测）
i1）用实验台上的“函数信号发生器”的输出端连接到无源或有源LpF滤波器的输入端u
o与和“数据采集接口单元”的“AD1”；
同时将滤波器的输出端u“数据采集接口单元”的“AD2”
相连；
2）调节“函数信号发生器”的输出频率和幅值（一般Vp-p为8V），用“Thbcc-1”软件测量低通滤波器输入、输出端的幅值（选双通道时），并计算其比值，然后描绘其幅频特性；
3）用同样的方法测量无源、有源hpF、bpF、beF的幅频特性。
注意：
做本实验时，虚拟示波器选择“plot（x1,x2）”模式。
六、实验报告
1．根据实验测量所得数据，绘制各类滤波器的幅频特性曲线。
注意应将同类型的无源和有源滤波器幅频特性绘制在同一坐标平面上，以便比较并计算出特征频率、截止频率和通频带。
2．比较分析各类无源和有源滤器的滤波特性。
七、实验思考题
1．示波器所测滤波器的实际幅频特性与理想幅频特性有何区别？
2．如果要实现LpF、hpF、bpF、beF源滤器之间的转换，应如何连接？
篇三：
实验五无源与有源滤波器
实验五无源与有源滤波器
一、实验原理（实验指导书p16）
这些网络可以由RLc组件或Rc组件构成的无源滤波器，也可由Rc组件和有源器件构成的有源滤波器。
根据幅频特性所表示的通过或阻止信号频率范围的不同，滤波器可分为低通滤波器（LpF）、高通滤波器（hpF）、带通滤波器（bpF）、和带阻滤波器（beF）四种。
图5-1分别为四种滤波器的实际幅频特性的示意图。
图5-1四种滤波器的幅频特性。
2．四种滤波器的传递函数和实验模拟电路如图5-2所示：
二、实验内容
2．测试无源和有源hpF（高通滤波器）的幅频特性；
3．测试无源和有源bpF（带通滤波器）的幅频特性；
4．测试无源和有源beF（带阻滤波器）的幅频特性。
三、实验步骤
1．将基本实验模块电路板5接通电源，用示波器从总体上先观察各类滤波器的滤波特性。
2．实验时，在保持滤波器输入正弦波信号幅值（ui）不变的情况下（取输入正弦波的最大值为1V），逐渐改变其频率，用示波器（f＜15Khz），测量滤波器输出端的电压u0。
当改变信号源频率时，都应观测一下ui是否保持稳定，数据如有改变应及时调整。
3．按照以上步骤，分别测试无源、有源LpF、hpF、bpF、beF的幅频特性。
注意：
对于滤波器的输入信号幅度不宜过大，对有源滤波器实验一般不要超过5V。
4．根据实验测量所得数据，绘制各类滤波器的幅频特性曲线。
并计算出特征频率、截止频率和通频带。
比较分析各类无源和有源滤器的滤波特性。
四、实验结果
1．实验记录表格
频率无源低通有源低通无源高通有源高通无源带通有源带通有源带阻无源带阻f（KhZ）（u=8.8v）（u=8.8v）（u=8.8v）（u=8.8v）（u=8.8v）（u=8.8v）（u=8.8v（8.8v）0.18.28.20.07o.10.4968.26.4
0.28.28.20.140.1420.728.260.37.368.20.280.21.22.87.6
5.6
0.46.887.80.450.361.680.56.327.60.630.561.920.65.767.280.850.82.160.75.286.921.041.122.30.84.886.641.251.362.480.94.486.31.41.482.5213.9861.641.682.561.33.65.082.22.432.681.52.964.522.643.362.7222.163.283.445.042.682.51.62.564.155.842.5631.121.924.726.482.4840.981.285.687.442.2450.80.886.327.8
1.9670.480.567.04
1.690.481.2420
7.44
8.2
0.64
3.4473.926.564.485.914.725.325.044.725.123.65.22.75.321.765.40.85.441.765.23.14.84.484.463.96.623.47.212.967.768
5.044.243.643.132.642.21.80.840.480.81.642.323.324.165.045.766.56
频率无源低通f（KhZ）（u=8.8v）
0.18.20.28.20.37.360.46.880.56.320.65.760.75.280.84.880.94.4813.981.33.61.52.9622.162.51.631.1240.9850.870.4890.4820
五、实验思考题
有源低通无源高通（u=8.8v）（u=8.8v）
8.20.078.20.148.20.287.80.457.60.637.280.856.921.046.641.256.31.461.645.082.24.522.643.283.442.564.151.924.721.285.680.886.320.567.04
有源高通无源带通
（u=8.8v）（u=8.8v）o.10.496
0.1420.70.21.20.361.680.561.920.82.161.122.31.362.481.482.521.682.562.432.683.362.725.042.685.842.566.482.487.442.247.81.96
1.6
1.24
有源带通
（u=8.8v）
22.83.443.924.484.725.045.125.25.325.45.445.24.84.43.93.42.96
有源带阻无源带阻（u=8.8v（8.8v）
8.26.48.267.65.675.046.564.245.913.645.323.134.722.643.62.22.71.81.760.840.80.481.760.83.11.644.482.3263.326.624.167.215.047.765.7686.56
1．示波器所测滤波器的实际幅频特性与计算出的理想幅频特性有何区别？
答：
实际幅频特性是曲线，并不像理想幅频特性那样在某些频率点处会出现很急的拐点。
但是实际幅频特性很接近理想幅频特性。
答：
用LpF、hpF滤波器组合连接可转换成bpF、beF源滤器。
LpF和hpF串联可组成bpF滤波器，条件应满足?
0?
>
且应把LpF放在前面以减少高频信号的影响。
LpF和hpF并联可组成beF滤波器，条件应满足?
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