華中科技大學(xué)信號(hào)與控制實(shí)驗(yàn)報(bào)告(編輯修改稿)
2025-04-19 05:50 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 55415498570158125830510155102451254512795138751379515685144151701515355181551692519005179852202519355237152160532464523375277052497529875272553205530015334053356537135357954261543975503356005557145690975670059090 高通濾波器的幅頻特性曲線(xiàn)由圖可知，有源低通濾波器的下限截止頻率是2000Hz，通頻帶是f2000Hz。無(wú)源高通濾波器的下限截止頻率是4000Hz,通頻帶是f4000Hz帶通濾波器的幅頻特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 帶通濾波器的幅頻特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)無(wú)源BPF有源BPFU1Uof頻率U1Uof頻率55555555555555555510545107351714512255237252455532955315154244546505522256075563825760357855593055857659634 帶通濾波器的幅頻特性特性曲線(xiàn)由圖可知，無(wú)源帶通濾波器的特征頻率是1800Hz，下限截止頻率是500Hz,上限截止頻率是7000Hz,通頻帶是500Hzf7000Hz。有源帶通濾波器的特征頻率是2500Hz，下限截止頻率是300Hz,上限截止頻率是6000Hz,通頻帶是300Hzf6000Hz。 帶阻濾波器的幅頻特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)帶阻濾波器的幅頻特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有源BEF無(wú)源BEFU1f頻率UoU1f頻率Uo510751075253548953255654543058185510511205560512805620513705670516065700518455760520105890521945960528785103554025511985518851378579004515505968751620519905224753281542565739259345 帶阻濾波器的幅頻特性曲線(xiàn)由圖可知，無(wú)源帶阻濾波器的下限截止頻率是6000Hz,上限截止頻率是500Hz,通頻帶是f500Hz或f 6000Hz。有源帶阻濾波器的下限截止頻率是4000Hz,上限截止頻率是800Hz,通頻帶是f800Hz或f 4000Hz。 實(shí)驗(yàn)思考題1．示波器所測(cè)濾波器的實(shí)際幅頻特性與計(jì)算出的理想幅頻特性有何區(qū)別？答：實(shí)際幅頻曲線(xiàn)下滑坡度比較大，過(guò)渡頻率范圍比較長(zhǎng)，不像理想幅頻曲線(xiàn)那樣陡度陡翹，實(shí)際電路往往存在一定延時(shí)，因此會(huì)造成這種情況。2．如果要實(shí)現(xiàn)LPF、HPF、BPF、BEF源濾器之間的轉(zhuǎn)換，應(yīng)如何連接？答：LPF與HPF之間可以通過(guò)交換部分電容和電阻互換；當(dāng)LPF上限截止頻率大于HPF下限截止頻率時(shí)，將他們串接可以構(gòu)成BPF；當(dāng)LPF上限截止頻率小于HPF下限截止頻率時(shí)，將他們串接可以構(gòu)成BEF。 結(jié)果分析與討論 這次試驗(yàn)由于數(shù)據(jù)量比較多，所以做的過(guò)程也比較辛苦。但是對(duì)于我們而言也有收獲。 第一，復(fù)習(xí)了電子電路的相關(guān)知識(shí)。在計(jì)算截止頻率理論值的時(shí)候，需要用上很多之前學(xué)習(xí)的模電，電路理論等知識(shí)，這也讓我們復(fù)習(xí)了很多有些遺忘的知識(shí)，十分有意義。第二，了解有源與無(wú)源的區(qū)別。無(wú)源濾波器更可靠真實(shí)的反映波形，器件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是由于器件本身會(huì)衰減信號(hào)的能量，所以階數(shù)不能做得太高。而有源濾波器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)更高，但是可以改變?cè)鲆妫⑶铱梢栽黾与A數(shù)使得濾波器特性曲線(xiàn)更接近理想 實(shí)驗(yàn)六、LPF、HPF、BPF、BEF間的變換 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 通過(guò)本實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步理解低通、高通和帶通等不同類(lèi)型濾波器之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。熟悉LPF、HPF、BPF和BEF的模擬電路，并掌握其參數(shù)的設(shè)計(jì)原則。 實(shí)驗(yàn)原理1．高通濾波器與低通濾波器間通過(guò)電路的組合連接，可以實(shí)現(xiàn)低通、高通、帶通、帶阻四種濾波電路的轉(zhuǎn)換，由于高通濾波器與低通濾波器間有著下列的關(guān)系： 式中為高通濾波器的幅頻特性，為低通濾波器的幅頻特性。如果已知，就可由上式可求得對(duì)應(yīng)的；反之亦然。2．帶通濾波器的幅頻特性與低通、高通濾波器幅頻特性間的關(guān)系 設(shè)為低通濾波器的帶寬頻率，為高通濾波器的帶寬頻率，如果，則由它們可串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)帶通濾波器。帶阻濾波器的幅頻特性與低通、高通濾波器幅頻特性間的關(guān)系如果低通濾波器的帶寬頻率小于高通濾波器的帶寬頻率，則由它們可串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)帶阻濾波器。（參照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)實(shí)驗(yàn)六） 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 由LPF變換為HPF。 由HPF變換為L(zhǎng)PF。 在一定條件下，由LPF和HPF構(gòu)成BPF。 在一定條件下，由LOF和HPF構(gòu)成BEF。 實(shí)驗(yàn)設(shè)備1．信號(hào)與系統(tǒng)基本實(shí)驗(yàn)?zāi)K——實(shí)驗(yàn)電路板62．雙路輸出直流穩(wěn)壓電源3．函數(shù)發(fā)生器4．?dāng)?shù)字示波器5．交流數(shù)字電壓表 實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)電路接通電源（有源濾波器電路）。 將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出的正弦信號(hào)接入無(wú)源（或有源）濾波器的輸入端， 調(diào)節(jié)該正弦信號(hào)頻率（由小到大改變）時(shí),用示波器觀察其低通濾波器輸出幅值的變化。 按步驟1，逐步用示波器或數(shù)字萬(wàn)用表觀察測(cè)量LPF、HPF、BPF、BEF輸出幅值的變化。
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