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实验五 无源与有源滤波器

一．实验任务与目的

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。

通过实验进而了解无源和有源滤波器的种类、基本结构及其特性；分析和对比无源和有源滤波器的滤波特性；掌握无源和有源滤波器参数的设计方法。

二． 总体方案设计

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元件或RC元件构成的无源滤波器，也可由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。

三.方案实现和具体设计

根据实验要求，设计实验电路，本次试验运用实验模版5—无源与有源录波器的原理图及参数，以下为主要的实验步骤：

1．将设计搭建的实验电路板或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，逐渐改变其频率，用示波器或交流数字电压表（f＜200KHz），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。

3．按照以上步骤，分别测试无源、有源LPF、HPF、BPF、BEF的幅频特性。 （以上引自《信号与系统实验指导书》）

四.实验设计与实验结果

根据实验测量所得数据，绘制各类滤波器的幅频特性曲线。注意应将同类型的无源和有源滤波器幅频特性绘制在同一坐标平面上，以便比较。并计算出特征频率、截止频率和通频带。

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表2-1

U/mV

12001000800600400200010100100010000f/Hz无源低通有源低通

图2-1

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表2-2

U/mV无源高通与有源高通

120010008006004002000101001000f/Hz10000无源高通有源高通

图2-2

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表2-3

U/mV无源与有源带通800700600500400300200100010100100010000f/Hz100000无源带通有源带通

图2-3

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