滤波器信号分析与处理实验

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有源滤波器实验报告总结

有源滤波器实验报告总结

有源滤波器实验报告总结一、引言有源滤波器是一种电子滤波器,它利用放大器来增强信号的幅度并同时进行滤波。

在本次实验中,我们设计了一个有源低通滤波器,并通过实验验证了其性能。

二、实验步骤1. 设计滤波器电路:根据所需的滤波特性,我们选择了适当的电路拓扑结构,并计算了元件的数值。

然后,我们根据计算结果选择了合适的电阻、电容和放大器。

2. 搭建电路:根据设计好的电路图,我们按照所需的元件数值和连接方式搭建了有源滤波器电路。

3. 测试电路:接下来,我们使用信号发生器产生不同频率的正弦信号作为输入信号,通过有源滤波器后,使用示波器观察输出信号的波形和频率响应。

4. 记录实验数据:我们记录了不同频率下输入和输出信号的幅度,以及相位差,并绘制了频率响应曲线。

三、实验结果通过实验,我们得到了有源滤波器的频率响应曲线。

曲线显示,在低频段时,输出信号幅度较大,而在高频段时,输出信号幅度逐渐衰减。

这符合我们设计的低通滤波器的特性。

四、讨论与分析根据实验结果,我们可以得出以下结论:1. 有源滤波器能够对输入信号进行增强和滤波。

2. 频率响应曲线显示了有源滤波器的滤波特性,能够滤除高频信号,保留低频信号。

我们还发现了一些问题和改进的空间:1. 在实际搭建电路的过程中,可能会遇到元件误差和放大器非线性等问题,这都会对滤波器的性能产生影响,需要进一步优化和调整电路。

2. 在选择元件数值时,需要根据具体要求和条件进行综合考虑,以获得更好的滤波效果。

五、总结通过本次实验,我们成功设计并搭建了一个有源低通滤波器,并验证了其滤波特性。

实验结果表明,有源滤波器具有良好的滤波效果,能够滤除高频信号,保留低频信号。

在实际应用中,有源滤波器在音频处理、通信系统等领域具有广泛的应用前景。

六、参考文献1. 张宇. 电子技术实验教程[M]. 北京:高等教育出版社,2015.2. Sedra A S, Smith K C. Microelectronic Circuits[M]. OxfordUniversity Press, 2010.注:本文仅为实验报告总结,旨在总结有源滤波器实验的过程和结果,并对实验中的问题和改进进行讨论。

设计滤波器实验报告

设计滤波器实验报告

设计滤波器实验报告设计滤波器实验报告引言:滤波器是信号处理中常用的工具,它可以通过选择性地传递或抑制特定频率的信号,对信号进行滤波。

本实验旨在设计并实现一个滤波器,通过对不同类型的信号进行滤波,验证滤波器的性能和效果。

一、实验目的本实验的主要目的是:1. 了解滤波器的基本原理和分类;2. 掌握滤波器的设计方法和实现技巧;3. 验证滤波器的性能和效果。

二、实验原理滤波器根据其频率响应特性可分为低通、高通、带通和带阻滤波器。

低通滤波器能够通过低频信号,抑制高频信号。

高通滤波器则相反,能够通过高频信号,抑制低频信号。

带通滤波器则能够通过一定范围内的频率信号,抑制其他频率信号。

带阻滤波器则相反,能够抑制一定范围内的频率信号,通过其他频率信号。

三、实验步骤1. 确定滤波器类型和频率响应特性;2. 根据所选滤波器类型和频率响应特性,设计滤波器的传递函数;3. 根据传递函数,计算滤波器的电路参数;4. 根据计算结果,搭建滤波器电路;5. 连接信号源和示波器,输入信号;6. 调节信号源的频率,并观察示波器上的输出信号;7. 对比输入信号和输出信号的频谱特性,验证滤波器的性能和效果。

四、实验结果与分析在实验中,我们设计了一个低通滤波器,频率响应特性为通过0-1 kHz的低频信号,抑制1 kHz以上的高频信号。

通过计算和搭建电路,我们成功实现了滤波器的设计。

在实验中,我们输入了不同频率的信号,并观察了输出信号的频谱特性。

结果显示,当输入信号的频率低于1 kHz时,输出信号基本保持不变;当输入信号的频率高于1 kHz时,输出信号的幅度逐渐减小,直至完全抑制。

通过对比输入信号和输出信号的频谱特性,我们可以清楚地看到滤波器对高频信号的抑制效果。

这表明我们设计的滤波器能够有效地滤除高频噪声,保留低频信号。

五、实验总结本实验通过设计滤波器并验证其性能,使我们更加深入地了解了滤波器的原理和应用。

通过实际操作,我们掌握了滤波器的设计方法和实现技巧。

信号分析与处理实验报告

信号分析与处理实验报告

《信号分析与处理》实验报告华北电力大学前言1.实验总体目标通过实验,巩固掌握课程的讲授内容,使学生对信号分析与线性系统分析的基本理论及分析方法有一个感性认识和更好地理解,使学生在分析问题与解决问题的能力及实践技能方面有所提高。

2.适用专业自动化专业本科生3.先修课程信号分析与处理4.实验课时分配5需要配置微机及MATLAB工具软件。

6.实验总体要求1、掌握信号分解的基本思想及信号在时域、频域和变换域进行分解的基本理论及描述方法,用MATLAB编程语言实现基本信号的表示及可视化,计算和分析信号的频谱;2、掌握在时域、频域和变换域分析LTI系统的方法,及系统在时域、频域和变换域的描述方法,用MATLAB编程语言实现LTI系统的时域分析及频率分析。

3、掌握信号的调制与解调,用MATLAB编程语言仿真分析信号的调制与解调。

⒎ 本实验的重点、难点及教学方法建议实验通过MATLAB编程语言来实现基本信号的表示及可视化,计算分析信号的频谱,实现LTI系统的时域分析及频率分析,并仿真分析信号的调制与解调,使学生对信号分析与线性系统分析的基本理论及分析方法有一个感性认识和更好地理解。

实验的重点及难点是:掌握基本信号的数学表示,信号的频谱特点,计算LTI系统的典型响应,掌握信号的调制与解调。

在这样的理论基础上,学会用MATLAB编程语言来实现对信号与系统响应的可视化及对数字滤波器进行设计。

教学建议:打好理论基础,熟练编程语言。

目录实验一信号的时域与频域分析 3实验二信号的时域与频域处理 4实验三数字滤波器的设计 5实验一一、实验目的1、熟悉MATLAB 平台,高效的数值计算及符号计算功能;2、实现基本信号的表示及可视化计算;3、分析信号的频谱。

二、 实验类型验证型 三、 实验仪器微机,MATLAB 工具软件。

四、 实验原理MATLAB 是功能强大的数学软件,它提供了计算周期连续函数和周期离散序列的频谱的一系列函数。

信号分析与处理实验报告

信号分析与处理实验报告

华北电力大学实验报告||实验名称FFT的软件实现实验(Matlab)IIR数字滤波器的设计课程名称信号分析与处理||专业班级:电气化1308 学生姓名:袁拉麻加学号: 2 成绩:指导教师:杨光实验日期: 2015-12-17快速傅里叶变换实验一、实验目的及要求通过编写程序,深入理解快速傅里叶变换算法(FFT)的含义,完成FFT和IFFT算法的软件实现。

二、实验内容利用时间抽取算法,编写基2点的快速傅立叶变换(FFT)程序;并在FFT程序基础上编写快速傅里叶反变换(IFFT)的程序。

三:实验要求1、FFT和IFFT子程序相对独立、具有一般性,并加详细注释;2、验证例6-4,并能得到正确结果。

3、理解应用离散傅里叶变换(DFT)分析连续时间信号频谱的数学物理基础。

四、实验原理:a.算法原理1、程序输入序列的元素数目必须为2的整数次幂,即N=2M,整个运算需要M 级蝶形运算;2、输入序列应该按二进制的码位倒置排列,输出序列按自然序列排列;3、每个蝶形运算的输出数据军官占用其他输入数据的存储单元,实现“即位运算”;4、每一级包括N/2个基本蝶形运算,共有M*N/2个基本蝶形运算;5、第L级中有N/2L个群,群与群的间隔为2L。

6、处于同一级的各个群的系数W分布相同,第L级的群中有2L-1个系数;7、处于第L级的群的系数是(p=1,2,3,…….,2L-1)而对于第L级的蝶形运算,两个输入数据的间隔为2L-1。

b.码位倒置程序流程图开始检测A序列长度nk=0j=1x1(j)=bitget(k,j);j=j+1Yj<m?Nx1=num2str(x1);y(k+1)=bin2dec(x1);clear x1k=k+1c.蝶形运算程序流程图五、程序代码与实验结果a.FFT程序:%%clear all;close all;clc;%输入数据%A=input('输入x(n)序列','s');A=str2num(A);% A=[1,2,-1,4]; %测试数据%%%%校验序列,%n=length(A);m=log2(n);if (fix(m)~=m)disp('输入序列长度错误,请重新输入!');A=input('输入x(n)序列','s');A=str2num(A);elsedisp('输入正确,请运行下一步')end%%%码位倒置%for k=0:n-1for j=1:m %取M位的二进制数%x1(j)=bitget(k,j); %倒取出二进制数%endx1=num2str(x1); %将数字序列转化为字符串%y(k+1)=bin2dec(x1); %二进制序列转化为十进制数%clear x1endfor k=1:nB(k)=A(y(k)+1); %时间抽取序列%endclear A%%%计算%for L=1:m %分解为M级进行运算%LE=2^L; %第L级群间隔为2^L%LE1=2^(L-1); %第L级中共有2^(L-1)个Wn乘数,进行运算蝶运算的两数序号相隔LE1%W=1;W1=exp(-1i*pi/LE1);for R=1:LE1 %针对第R个Wn系数进行一轮蝶运算,共进行LE1次%for P=R:LE:n %每个蝶的大小为LE% Q=P+LE1;T=B(Q)*W;B(Q)=B(P)-T;B(P)=B(P)+T;endW=W*W1;endendB %输出X(k)%%%验证结果:例6-4b.IFFT程序:%%clear all;close all;clc;%输入数据%A=input('输入X(k)序列','s');A=str2num(A);% A=[6,2+2i,-6,2-2i]; %测试数据%%%%校验序列,%n=length(A);m=log2(n);if (fix(m)~=m)disp('输入序列长度错误,请重新输入!');A=input('输入x(n)序列','s');A=str2num(A);elsedisp('输入正确,请运行下一步')end%%%码位倒置%for k=0:n-1for j=1:m %取M位的二进制数%x1(j)=bitget(k,j); %倒取出二进制数%endx1=num2str(x1); %将数字序列转化为字符串%y(k+1)=bin2dec(x1); %二进制序列转化为十进制数%clear x1endfor k=1:nB(k)=A(y(k)+1); %时间抽取序列%endclear A%%%计算%for L=1:m %分解为M级进行运算%LE=2^L; %第L级群间隔为2^L%LE1=2^(L-1); %第L级中共有2^(L-1)个Wn乘数,进行运算蝶运算的两数序号相隔LE1%W=1;W1=exp(-1i*pi/LE1);for R=1:LE1 %针对第R个Wn系数进行一轮蝶运算,共进行LE1次%for P=R:LE:n %每个蝶的大小为LE%Q=P+LE1;T=B(Q)*W;B(Q)=B(P)-T;B(P)=B(P)+T;endW=W*W1;endendB=conj(B); %取共轭%B=B/n %输出x(n)%验证结果:六、实验心得与结论本次实验借助于Matlab软件,我避开了用C平台进行复杂的复数运算,在一定程度上简化了程序,并添加了简单的检错代码,码位倒置我通过查阅资料,使用了一些函数,涉及到十-二进制转换,数字-文本转换,二-文本转换,相对较复杂,蝶运算我参考了书上了流程图,做些许改动就能直接实现。

有源滤波器实验报告(1)

有源滤波器实验报告(1)

有源滤波器实验报告(1)有源滤波器实验报告一、实验目的1.了解有源滤波器的基本工作原理。

2.掌握有源低通和有源高通滤波器的实现方法及其频率特性。

3.学习使用多用途运放进行有源滤波器的设计。

二、实验原理有源滤波器由运放放大器和RC电路构成。

有源滤波器的基本原理是利用运放的放大作用以及RC电路的滤波作用实现滤波的过程。

有源滤波器分为有源低通滤波器和有源高通滤波器两种类型,分别用于对信号的低频和高频进行滤波。

三、实验仪器1.多用途运放实验板2.数字存储示波器3.脉冲信号发生器4.电源四、实验内容1.设计并搭建有源低通滤波器电路。

2.设计并搭建有源高通滤波器电路。

3.对低频和高频信号分别进行滤波实验。

4.在不同频率下测量有源低通和有源高通滤波器的增益和相位延迟特性。

五、实验步骤和操作1.设计有源低通滤波器电路。

按照RC低通滤波器的原理,选择合适的电阻和电容组合来计算截止频率,然后根据运放的放大倍数设计电压跟随电路来实现放大和增益控制。

将设计好的电路搭建在实验板上,并连接信号输入和输出端口,将脉冲信号发生器输出的信号接入输入端口,使用数字示波器来观察滤波结果。

2.设计有源高通滤波器电路。

按照RC高通滤波器的原理,选择合适的电阻和电容组合来计算截止频率,然后根据运放的放大倍数设计电压跟随电路来实现放大和增益控制。

将设计好的电路搭建在实验板上,并连接信号输入和输出端口,将脉冲信号发生器输出的信号接入输入端口,使用数字示波器来观察滤波结果。

3.测量有源低通和有源高通滤波器的增益和相位延迟特性。

分别在不同频率下进行测量,利用示波器测量输出信号的幅度和相位,计算出滤波器的增益和相位延迟特性。

六、实验结果和分析1.有源低通滤波器实验结果:实验中选择的截止频率为1kHz,测量得到在1kHz处的增益为18dB,相位延迟为-40度。

通过实验观察到,低频信号经过滤波器处理后能够得到较好的效果,高频信号被滤除,滤波器具有很好的低通滤波特性。

数字信号处理实验报告-FIR滤波器的设计与实现

数字信号处理实验报告-FIR滤波器的设计与实现

数字信号处理实验报告-FIR滤波器的设计与实现在数字信号处理中,滤波技术被广泛应用于时域处理和频率域处理中,其作用是将设计信号减弱或抑制被一些不需要的信号。

根据滤波器的非线性抑制特性,基于FIR(Finite Impulse Response)滤波器的优点是稳定,易设计,可以得到较强的抑制滤波效果。

本实验分别通过MATLAB编程设计、实现、仿真以及分析了一阶低通滤波器和平坦通带滤波器。

实验步骤:第一步:设计一阶低通滤波器,通过此滤波器对波型进行滤波处理,分析其对各种频率成分的抑制效果。

为此,采用零极点线性相关算法设计滤波器,根据低通滤波器的特性,设计的低通滤波器的阶次为n=10,截止频率为0.2π,可以使设计的滤波器被称为一阶低通滤波器。

第二步:设计平坦通带滤波器。

仿真证明,采用兩個FIR濾波器組合而成的阻礙-提升系統可以實現自定義的總三值響應的設計,得到了自定義的總三值響應函數。

实验结果:1、通过MATLAB编程,设计完成了一阶低通滤波器,并通过实验仿真得到了一阶低通滤波器的频率响应曲线,证明了设计的滤波器具有良好的低通性能,截止频率为0.2π。

在该频率以下,可以有效抑制波形上的噪声。

2、设计完成平坦通带滤波器,同样分析其频率响应曲线。

从实验结果可以看出,此滤波器在此频率段内的通带性能良好,通带范围内的信号透过滤波器后,损耗较小,滞后较小,可以满足各种实际要求。

结论:本实验经过实验操作,设计的一阶低通滤波器和平坦通带滤波器具有良好的滤波特性,均已达到预期的设计目标,证明了利用非线性抑制特性实现FIR滤波处理具有较强的抑制滤波效果。

本实验既有助于深入理解FIR滤波器的设计原理,也为其他应用系统的设计和开发提供了指导,进而提高信号的处理水平和质量。

信号分析与处理实验报告

信号分析与处理实验报告

实验一图像信号频谱分析及滤波一:实验原理FFT不是一种新的变化,而是DFT的快速算法。

快速傅里叶变换能减少运算量的根本原因在于它不断地把长序列的离散傅里叶变换变为短序列的离散傅里叶变换,在利用的对称性和周期性使DFT运算中的有些项加以合并,达到减少运算工作量的效果。

为了消除或减弱噪声,提取有用信号,必须进行滤波,能实现滤波功能的系统成为滤波器。

按信号可分为模拟滤波器和数字滤波器两大类。

数字滤波器的关键是如何根据给定的技术指标来得到可以实现的系统函数。

从模拟到数字的转换方法很多,常用的有双线性变换法和冲击响应不变法,本实验主要采用双线性变换法。

双线性变换法是一种由s平面到z平面的映射过程,其变换式定义为:数字域频率与模拟频率之间的关系是非线性关系。

双线性变换的频率标度的非线性失真是可以通过预畸变的方法去补偿的。

变换公式有Ωp=2/T*tan(wp/2)Ωs=2/T*tan(ws/2)二:实验内容1.图像信号的采集和显示选择一副不同彩色图片,利用Windows下的画图工具,设置成200*200像素格式。

然后在Matlab软件平台下,利用相关函数读取数据和显示图像。

要求显示出原始灰度图像、加入噪声信号后的灰度图像、滤波后的灰度图像。

2.图像信号的频谱分析要求分析和画出原始灰度图像、加入噪声信号后灰度图像、滤波后灰度图像信号的频谱特性。

3.数字滤波器设计给出数字低通滤波器性能指标:通带截止频率fp=10000 Hz,阻带截止频率fs=15000 Hz,阻带最小衰减Rs=50 dB,通带最大衰减Rp=3 dB,采样频率40000Hz。

三:实验程序clear allx=imread('D:\lan.jpg');%原始彩色图像的数据读取x1=rgb2gray(x);%彩色图像值转化为灰度图像值[M,N]=size(x1);%数据x1的长度,用来求矩阵的大小x2=im2double(x1);%unit8转化为double型x3=numel(x2);%计算x2长度figure(1);subplot(1,3,1);imshow(x2);title('原始灰度图')z1=reshape(x2,1,x3);%将二维数据转化成一维数据g=fft(z1);%对图像进行二维傅里叶变换mag=fftshift(abs(g));%fftshift是针对频域的,将FFT的DC分量移到频谱中心K=40000;Fs=40000;dt=1/Fs;n=0:K-1;f1=18000;z=0.1*sin(2*pi*f1*n*dt);x4=z1+z;%加入正弦噪声f=n*Fs/K;y=fft(x4,K);z2=reshape(x4,M,N);%将一维图转换为二维图subplot(1,3,2);imshow(z2);title('加入噪声后')g1=fft(x4);mag1=fftshift(abs(g1));%设计滤波器ws=0.75*pi;wp=0.5*pi;fs=10000;wp1=2*fs*tan(wp/2);ws1=2*fs*tan(ws/2);rs=50;rp=3;% [n,wn]=buttord(wp/pi,ws/pi,rp,rs);% [bz,az]=butter(n,wn);[n,wn]=buttord(wp1,ws1,rp,rs,'s');[z,p,k]=buttap(n);[b,a]=zp2tf(z,p,k);[B,A]=lp2lp(b,a,wn);[bz,az]=bilinear(B,A,fs);[h,w]=freqz(bz,az,128,fs);L=numel(z2);z3=reshape(z2,1,L);x6=filter(bz,az,double(z3));x7=reshape(x6,M,N);subplot(1,3,3);imshow(x7);g2=fft(x6);mag2=fftshift(abs(g2));title('滤波后')%建立频谱图figure(2);subplot(1,3,1);plot(mag);title('原始Magnitude')subplot(1,3,2);plot(mag1);title('加噪声Magnitude')subplot(1,3,3);plot(mag2);title('滤波后Magnitude')figure(3);subplot(1,2,1)plot(w,abs(h));xlabel('f');ylabel('h');title('滤波器幅谱');subplot(1,2,2);plot(w,angle(h));title('滤波器相谱');四:实验结果与分析图一图二分析:由图二可以知道加入噪声后的幅值谱和原始图的幅值谱明显多了两条幅值线,而这两条幅值线就是我们对原始灰度图加入的正弦噪声,而相应的图一中的加噪声后的图与原始图相比,出现了明显的变化。

fir滤波器实验报告

fir滤波器实验报告

fir滤波器实验报告fir滤波器实验报告引言:滤波器是信号处理中常用的工具,它可以对信号进行频率选择性处理。

在数字信号处理中,FIR(Finite Impulse Response)滤波器是一种常见的滤波器类型。

本实验旨在通过设计和实现FIR滤波器,探索其在信号处理中的应用。

一、实验目的本实验的主要目的有以下几点:1. 了解FIR滤波器的基本原理和特性;2. 掌握FIR滤波器的设计方法;3. 实现FIR滤波器并对信号进行处理,观察滤波效果。

二、实验原理1. FIR滤波器的原理FIR滤波器是一种非递归滤波器,其输出仅依赖于输入和滤波器的系数。

它的基本原理是将输入信号与滤波器的冲激响应进行卷积运算,得到输出信号。

FIR滤波器的冲激响应是有限长度的,因此称为有限脉冲响应滤波器。

2. FIR滤波器的设计方法FIR滤波器的设计方法有很多种,常用的包括窗函数法、频率采样法和最小二乘法。

在本实验中,我们将使用窗函数法进行FIR滤波器的设计。

具体步骤如下:(1)选择滤波器的阶数和截止频率;(2)选择适当的窗函数,如矩形窗、汉宁窗等;(3)根据选择的窗函数和截止频率,计算滤波器的系数;(4)利用计算得到的系数实现FIR滤波器。

三、实验步骤1. 确定滤波器的阶数和截止频率,以及采样频率;2. 选择合适的窗函数,并计算滤波器的系数;3. 利用计算得到的系数实现FIR滤波器;4. 准备待处理的信号,如音频信号或图像信号;5. 将待处理的信号输入FIR滤波器,观察滤波效果;6. 调整滤波器的参数,如阶数和截止频率,观察滤波效果的变化。

四、实验结果与分析在实验中,我们选择了一个音频信号作为待处理信号,设计了一个10阶的FIR滤波器,截止频率为1kHz,采样频率为8kHz,并使用汉宁窗进行滤波器系数的计算。

经过滤波处理后,观察到音频信号的高频部分被有效地滤除,保留了低频部分,使得音频信号听起来更加柔和。

通过调整滤波器的阶数和截止频率,我们可以进一步调节滤波效果,使得音频信号的音色发生变化。

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实验报告课程名称: 信号分析与处理 指导老师: 项基 成绩:__________________ 实验名称:________滤波器 _____实验类型:___研究型________同组学生姓名:__________ 一、实验目的和要求(必填) 二、实验内容和原理(必填) 三、主要仪器设备(必填) 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析(必填) 七、讨论、心得一、 实验目的和要求(必填)1、了解有源滤波器的种类、基本结构、工作原理及其特性。

2、学会测量有源滤波器的幅频特性。

二、 实验内容和原理(必填)有源滤波器具有体积小、性能好、调整方便等优点,在信号处理方面得到了广泛的应用。

通常高阶的有源滤波器都可由一阶和二阶的滤波器串联而成,其中一阶滤波器只需一只电阻和一只电容构成一级RC 无源网络即可。

本实验研究二阶RC 有源滤波器的有关问题。

1.二阶低通有源滤波器二阶低通有源滤波器的实验电路如图2-7-1(a )所示。

图中将1C 接地端改接到输出端是为了改善10=ωω附近的滤波器性能。

因为在10<ωω且接近1的范围内,o u 和i u 相位差小于 90,1C 起正反馈作用,因而有利于提高这段范围内的输出幅度,而在频带外即10〉〉ωω时,o u 和i u 基本相同,1C 起促进带外衰减的作用。

当R R R ==21时,该滤波器电路的传递函数为212122122002200121)(C C R s RC s C C R s Q s K s H ++=++=ωωω截止频率为2101C C R =ω品质因数为2121C C Q =通带增益为10=K 。

该电路的优点是改变电阻R 即可改变截止角频率而不影响品质因数Q ,因此,调整时应先调1C 或2C ,使Q 满足要求,然后通过调节电阻R 将0ω调准确。

(a ) 有源低通滤波器 (b ) 有源高通滤波器(c ) 有源带通滤波器 (d ) 有源带阻滤波器图2-7-1 各种滤波器的实验线路图2. 二阶高通有源滤波器只要将低通有源滤波器电路中起滤波作用的电阻、电容互换,即可变成有源高通滤波器,如图2-7-1(b )所示。

高通滤波器性能与低通滤波器相反,其频率响应和低通滤波器是“镜像”关系。

当C C C ==21时,它的传递函数为212222222012)(R R C s C R s s s Qs s K s H ++=++=ωω则有2101R R C =ω,1221R R Q =,10=K 。

该电路的优点是改变电容C (1C 或2C ),就可以改变其截止频率而不影响品质因数Q 。

因此,调整时应先改变电阻,使Q 满足要求,然后再调C 将0ω调准确。

3.二阶带通有源滤波器这种滤波器电路的作用是只允许在某一个通频带范围内的信号通过,而比通频带下限频率低和比上限频率高的信号都被阻断。

典型的带通滤波器可以从二阶低通滤波电路中将其中一级改为高通而成,如图2-7-1(c )所示。

二阶带通有源滤波器的传递函数可以自行推导,这里不再给出。

该电路的优点是改变反相端F R 和f R 的比值,就可以调整其带宽,而不影响中心频率。

4.二阶带阻有源滤波器这种电路的性能与带通滤波器相反,即在规定的频带内,信号不能通过(或受到很大衰减),而在其余频率范围,信号则能顺利通过,常用于抗干扰设备中。

二阶带阻有源滤波器电路如图2-7-1(d )所示。

当C C C C ===32121,R R R R ===3212时,它的传递函数为222222200220201)2(2)1()()(R C s RC K s C R s K s Q s s K s H F F +-++=+++=ωωω 式中fF F R RK +=1,由上式可得中心频率为:RC 10=ω 品质因数为:)2(21F K Q -=该电路的特点是:当调整F R 使之接近f R 时,陷波作用显得明显,只要保持f F R R ≤的条件,调整比值fFR R ,就可以控制输出幅度及Q 值,而改变R (或C )即可调整中心频率,两者之间互不影响。

三、主要仪器设备(必填)1、Dais -XTB 信号与系统实验仪。

一台2、双踪示波器 一台3、函数发生器 一台三、 操作方法和实验步骤1、滤波器的输入端接正弦信号发生器,滤波器的输出端接示波器或交流数字毫伏表。

2、测试有源低通滤波器的幅频特性。

实验时,必须在保持正弦信号输入电压1U 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有效值交流电压表(10Hz<f<1MHz ),测量滤波器输出端电压2U 的幅值,并把所测的数据记录表2-7-1。

注意每当改变信号源频率时,都必须观测输入信号1U 使之保持不变。

实验时应接入双踪示波器,分别观测输入1U 和输出2U 的波形(注意:在整个实验过程中应保持1U 恒定不变)。

取R =1K 、C =0.01uF 、放大系数K =1。

四、3、分别测试有源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(实验步骤自拟、选做)。

五、实验数据记录和处理 1、低通滤波器 频率 u1 u2 Av 100 1.04 1.1 1.057692 500 1.04 1.1 1.057692 1000 1.04 1.08 1.038462 2000 1.04 1.04 1 3000 1.04 1.02 0.980769 4000 1.04 1 0.9615385000 1.04 0.98 0.942308 6000 1.04 0.98 0.942308 8000 1.04 0.88 0.846154 10000 1.04 0.78 0.75 12000 1.04 0.71 0.682692 15000 1.04 0.6 0.576923 20000 1.04 0.4 0.384615 频率u1 u2 Av 100 1.04 1.1 1.057692 500 1.04 1.1 1.057692 1000 1.04 1.08 1.038462 2000 1.04 1.04 1 3000 1.04 1.02 0.980769 4000 1.04 1 0.961538 5000 1.04 0.98 0.942308 6000 1.04 0.98 0.942308 8000 1.04 0.88 0.846154 10000 1.04 0.78 0.75 12000 1.04 0.71 0.682692 15000 1.04 0.6 0.576923 20000 1.04 0.4 0.3846152、高通滤波器频率u1 u2 Av 1000 1.04 0.02 0.019231 2000 1.04 0.034 0.032692 3000 1.04 0.05 0.048077 4000 1.04 0.07 0.067308 5000 1.04 0.1 0.096154 8000 1.04 0.2 0.192308 10000 1.04 0.288 0.276923 15000 1.04 0.52 0.5 20000 1.04 0.65 0.625 21000 1.04 0.66 0.634615 21500 1.04 0.68 0.653846 22000 1.04 0.7 0.673077 25000 1.04 0.73 0.701923 28000 1.04 0.77 0.740385 28500 1.04 0.79 0.759615 29000 1.04 0.82 0.788462 30000 1.04 0.82 0.788462 35000 1.04 0.88 0.846154 40000 1.04 0.92 0.884615 45000 1.04 0.96 0.9230773、带通滤波器频率u1 u2 Av1000 1.04 0.14 0.134615 2000 1.04 0.27 0.2596153000 1.04 0.45 0.432692 4000 1.04 0.59 0.567308 5000 1.04 0.72 0.692308 6000 1.04 0.9 0.865385 7000 1.04 1.04 1 8000 1.04 1.2 1.153846 9000 1.04 1.36 1.307692 9100 1.04 1.38 1.326923 9500 1.04 1.44 1.384615 10000 1.04 1.52 1.461538 15000 1.04 1.96 1.884615 16000 1.04 1.96 1.884615 17000 1.04 1.92 1.846154 20000 1.04 1.72 1.653846 25000 1.04 1.42 1.365385 25500 1.04 1.38 1.326923 27000 1.04 1.32 1.269231 30000 1.04 1.16 1.115385 35000 1.04 1 0.961538 40000 1.04 0.88 0.84615445000 1.04 0.74 0.7115384、带阻滤波器频率u1 u2 Av 300 1.04 1.1 1.057692 500 1.04 1.1 1.057692 800 1.04 1.1 1.057692 1000 1.04 1.08 1.038462 2000 1.04 1.04 1 5000 1.04 0.88 0.846154 5500 1.04 0.8 0.769231 5700 1.04 0.78 0.75 6000 1.04 0.77 0.740385 8000 1.04 0.6 0.576923 10000 1.04 0.43 0.413462 15000 1.02 0.4 0.392157 15500 1.02 0.18 0.176471 15800 1.02 0.24 0.235294 16000 1.02 0.2 0.196078 17000 1.02 0.03 0.029412 18000 1.02 0.058 0.056863 19000 1.02 0.045 0.044118 20000 1.02 0.11 0.107843 25000 1.02 0.46 0.45098 30000 1.02 0.6 0.588235 35000 1 0.69 0.69 40000 1 0.74 0.74 42500 1 0.76 0.76 42800 1 0.77 0.77 42900 1 0.77 0.77 43000 1 0.78 0.78 45000 1 0.79 0.79 50000 1 0.84 0.84 55000 1 0.88 0.88 60000 1 0.92 0.92 65000 1 0.92 0.92 80000 0.98 0.96 0.979592 90000 0.98 0.96 0.979592 100000 0.98 0.98 1 120000 0.98 0.98 1 150000 0.98 1 1.020408 180000 0.98 1 1.020408 200000 0.96 1.02 1.0625 250000 0.96 1.04 1.083333六、实验结果与分析(必填)由实验数据及绘制的曲线可以看出,实验曲线基本满足理论曲线。

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