无源滤波器实验总结(行业报告)信号与系统课程无源滤波器和有源滤波器实验 报告(实践报告)(报告范文模板) 一、课程实践题目：无源与有源滤波器 二、课程实践目的与 要求 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 要求： 1.根据实验测量所得的数据，绘制各类滤波器的幅频特性。对于同类型的无源和有源滤波器幅频特性要求绘制在同一坐标纸上， 以便比较。计算出各自特征频率、截止频率和通频带。 2.比较分析各类无源和有源滤波器的滤波特性。三、实践内容 测试无源和有源LPF(低通滤波器)的幅频特性. 测试无源和有源 HPF(高通滤波器)的幅频特性. 测试无源和有源BPF(带 通滤波器)的幅频特性. 测试无源和有源BEF(带阻滤波器)的幅 频特性. 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。 图4-1各种滤波器的理想频幅特性 (a)无源低通滤波器(b)有源低通滤波器 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 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。 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。（1）测试RC 无源低通滤波器的幅频特性。 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线MHz），测量RC 滤波器输出端电压U2 把所测的数据记录表一。注意每当改变信号源频率时，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）。 （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 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。 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）。 无源带阻滤波器:WcL=3.62K,Wch=69k 实验二无源和有源滤波器 2.了解RC无源和有源滤波器的种类、基本结构及其特性。 析和对比无源和有源滤波器的滤波特性。4.掌握扫频电源的使用 方法（TKSS-C 2.双踪示波器。三、原理说 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。 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 2.1 H(jω)为通带的电压放大倍数，ω0为中心频率，ωcL 和ωcH 图2.1四种滤波器的滤波特性 四种滤波器的实验线所示： (a)无源低通滤波器(b)有源低通滤波器 图2.2.1 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2.2.4 图2.2各种滤波器的实验线所示，滤波器的频率特性H（jω）（又称为传递函数）， 它用下式表示 （2-1）?1u 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。 －图2.3滤波器 四、预习要求 1.为使实验能顺利进行，做到心中有数，课前对教材的相关内容和实验原理、目的与要求、步骤和方法要作充分的预习（并预期 实验的结果）。 2.推导各类无源和有源滤波器的频率特性，并据此分别画出滤波器的幅频特性曲线.在方波激励下，预测各类滤波器的响应 情况。 五、实验内容及步骤 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。 2.测试无源和有源低通滤波器的幅频特性。（1）测试RC 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 箱提供的数字式线MHz），测量 RC 滤波器输出端电压U2 的幅值，并把所测的数据记录表一。注意每 当改变信号源频率时，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 形（注意：在整个实验过程中应保持U1恒定不变）。 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。 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、思考题 1.试比较有源滤波器和无源滤波器各自的优缺点。2.各类滤波 器参数的改变，对滤波器特性有何影响。 七、注意事项 的输出（即滤波器的输入）电压U1 幅值不变，且输入信号幅度 不宜过小也不宜过大（一般2V-3V 之间）。 2.在进行有源滤波器实验时，输出端不可短路，以免损坏运算放大器。 3.用扫频电源作为激励时，可很快得出实验结果，但必须 熟读扫频电源的操作和使用说明。 1.根据实验测量所得的数据，绘制各类滤波器的幅频特性。对于同类型的无源和有源滤波器幅频特性，要求绘制在同一坐标纸上， 以便比较。计算出各自特征频率、截止频率和通频带。 3.分析在方波信号激励下，滤波器的响应情况（选做）。4.写出 本实验的心得体会及意见。 篇三：实验五无源与有源滤波器 实验五无源与有源滤波器 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 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： 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。 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。 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。 （u=8.8v）（u=8.8v) （u=8.8v） （u=8.8v) （u=8.8v） （u=8.8v) （u=8.8v （8.8v) 0.1 8.2 8.2 0.07 o.1 0.496 8.2 6.4 0.28.2 8.2 0.14 0.142 0.7 0.37.36 8.2 0.28 0.2 1.2 2.8 7.6 0.46.88 7.8 0.45 0.36 1.68 0.5 6.32 7.6 0.63 0.56 1.92 0.6 5.76 7.28 0.85 0.8 2.16 0.7 5.28 6.92 1.04 1.12 2.3 0.8 4.88 6.64 1.25 1.36 2.48 0.9 4.48 6.3 1.4 1.48 2.52 1.641.68 2.56 1.3 3.6 5.08 2.2 2.43 2.68 1.5 2.96 4.52 2.64 3.36 2.72 2.163.28 3.44 5.04 2.68 2.5 1.6 2.56 4.15 5.84 2.56 1.121.92 4.72 6.48 2.48 0.981.28 5.68 7.44 2.24 0.80.88 6.32 7.8 0.480.56 7.04 0.481.24 20 3.926.56 4.48 5.91 4.72 5.32 5.04 4.72 5.12 3.6 5.2 2.7 5.32 1.76 5.4 0.8 5.44 1.76 5.2 3.1 4.8 4.48 4.4 3.96.62 3.4 7.21 2.96 7.76 5.044.24 3.64 3.13 2.64 2.2 1.8 0.84 0.48 0.8 1.64 2.32 3.32 4.16 5.04 5.76 6.56 频率无源低通f(KHZ)（u=8.8v） 0.18.2 0.2 8.2 0.3 7.36 0.4 6.88 0.5 6.32 0.6 5.76 0.7 5.28 0.8 4.88 0.9 4.48 3.981.3 3.6 1.5 2.96 2.162.5 1.6 0.4820 有源低通无源高通（u=8.8v)（u=8.8v） 8.20.07 8.2 0.14 8.2 0.28 7.8 0.45 7.6 0.63 7.28 0.85 6.92 1.04 6.64 1.25 6.3 1.4 1.645.08 2.2 4.52 2.64 3.28 3.44 2.56 4.15 1.92 4.72 1.28 5.68 0.88 6.32 0.56 7.04 （u=8.8v)（u=8.8v） o.1 0.496 0.1420.7 0.2 1.2 0.36 1.68 0.56 1.92 0.8 2.16 1.12 2.3 1.36 2.48 1.48 2.52 1.68 2.56 2.43 2.68 3.36 2.72 5.04 2.68 5.84 2.56 6.48 2.48 7.44 2.24 7.8 1.96 2.83.44 3.92 4.48 4.72 5.04 5.12 5.2 5.32 5.4 5.44 5.2 4.8 4.4 3.9 3.4 2.96 有源带阻无源带阻（u=8.8v（8.8v) 8.26.4 8.2 7.65.6 5.046.56 4.24 5.91 3.64 5.32 3.13 4.72 2.64 3.6 2.2 2.7 1.8 1.76 0.84 0.8 0.48 1.76 0.8 3.1 1.64 4.48 2.32 3.326.62 4.16 7.21 5.04 7.76 5.76 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 2．如果要实现LPF、HPF、BPF、BEF 源滤器之间的转换，应如 何连接？ 答：用LPF、HPF 滤波器组合连接可转换成BPF、BEF LPF和HPF 串联可组成BPF 滤波器，条件应满足?0?0?且应 LPF放在前面以减少高频信号的影响。 LPF HPF并联可组成 BEF 滤波器，条件应满足?0?0?