无源和有源滤波器

成绩

信息与通信工程学院实验报告

(操作性实验)

课程名称:信号与系统

实验题目:无源和有源滤波器

一、实验目的和任务

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、实验仪器及器件

1、 信号与系统实验箱 2、 双踪示波器

三、实验内容及原理

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(通常是某个频带范围)的信号通过,而其它频率的信号受到衰减或抑制,这些网络可以由RLC 元件或RC元件构成的无源滤波器,也可以由RC元件和有源器件构成的有源滤波器。

2、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。把能够通过的信号频率范围定义为通带,把阻止通过或衰减的信号频率范围定义为阻带。而通带与阻带的分界点的频率ωc 称为截止频率或称转折频率。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。

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图4-1 各种滤波器的理想频幅特性

四种滤波器的实验线路如图 4-2 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

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(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

?uH(j?)?2?A(?)??(?)

?1 u

(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。

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滤 波 器 ??U1

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U2

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四、实验步骤

图4-3 滤波器

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。

2、测试无源和有源低通滤波器的幅频特性。

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