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 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 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： 滤波器是一种能使有用
2、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
3、.5.20 地点： 东 三 409 装 订 线 实验名称： 无源滤波器和有源滤波器 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 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
4、名称： 无源滤波器和有源滤波器 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
5、/kHz 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
6、 39.82 100.72 111.58 113.89 114.75 114.37 111.50 104.19 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 10
7、8.95 80.07 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 1.无源 低通 滤波器 (PLPF) 传递函数： 2 2 2 131R C s R C s 截止频率与通频带： 截止频率 /kHz 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： 2 2 2 121R C
8、 s R C s 截止频率与通频带： 截止频率 /kHz 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： 2 2 22 2 2 31R C sR C s R C s 截止频率与通频带： 截止频率 /kHz 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： 2 2 22 2 2 21R C sR C s R C s 截止频率与通频带： 截止频率 /kHz 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
9、滤波器 (PBPF) 传递函数： 2 2 2 131R C s R C s RCs 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)-1 RCs 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/k
10、Hz 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 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
