内容发布更新时间 : 2025/5/1 18:07:47星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
实验六、无源和有源低通、高通、带通、带阻滤波器
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、,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6-1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。
(a)低通滤波 (b)高通滤波
(c)带通滤波 (d)带阻滤波
图6-1 各种滤波器的幅频特性
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四种滤波器的实验线路如图6-2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
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(g)无源带阻滤波器 (h)有源带阻滤波器
图6-2 几种滤波器的实验线路图
3、如图6-3所示,滤波器的频率特性H(jω),用下式来定义:
U(jw)H(j?)?2?A(jw)??(jw)U1(jw) (6-1) 式中A(jω)为滤波器的幅频特性,θ(jω)为滤波器的相频特性。根据不同的滤波器,可以求出各自滤波器的H(jω),详细的推导过程及原理,请参照《电路原理》的相关内容。它们也都可以通过实验的方法来测量。 + .+
(jw)滤波器 jw)输出端 U2(- 输入端 U - 1 .
图6-3 滤波器
三、 仪器设备
1、实验主板; 2、RC滤波器模块。
四、实验内容及步骤
1、滤波器的输入端接正弦信号发生器,滤波器的输出端接输出通道; 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6-2(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S(U1)幅值不变的情况下,逐渐改变其频率,用DRVI测量RC滤波器输出端电压Out的幅值,并把所测的数据记录表一。注意每当改变信
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号源频率时,都必须观测一下输入信号幅值使之保持不变。实验时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输入信号幅