实验性质：验证性 实验级别：必做
aurita开课单位：信息与通信工程学院 学 时：2
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、仪器设备
2、双踪示波器。
三、原理说明
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。
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
(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
模杯 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
（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。
＋ ＋
－ －
图4-3 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
3、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无源低通滤波器的幅频特性。
用图4-2-1（a）所示的电路，测试RC无源低通滤波器的特性。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真有效值交流电压表（10Hz<f＜1MHz＝，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使之保持不变。实验时应接入双踪示波器，分别观测输入和输出的波形（注意：在整个实验过程中应保持恒定不变）。
表一：
F(Hz) | | ω0=1/RC (rad/s) | f0=ω0/2π (Hz) |
U1(V) | |
U2(V) | | | |
| | | |
开关电源模块并联供电系统
无源低通滤波器实验数据
输入电压/v脉康合剂 | 输入电压/v | 频率/HZ |
30 | 30 | 76 |
30 | 30 | 118 |
30 | 30 | 124 |
30 | 30 | 134 |
30 | 30 | 147 |
30 | 30 | 微波真空烧结炉176 |
30 | 30 | 245 |
30 | 30 | 303 |
30 | 30 | 401 |
29.8 | 30 | 447 |
29.6 | 30 | 730 |
29.5 | 30 | 842 |
29.4 | 30 | 933 |
29 | 30 | 1034 |
28.8 | 30 | 1416 |
27.6 | 金属表面耐磨涂层30 | 2290 |
24 | 30 | 4258 |
18.6 | 30 | 7310 |
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