实验-无源与有源滤波器
无源和有源滤波器
成绩信息与通信工程学院实验报告（操作性实验）课程名称：信号与系统实验题目：无源和有源滤波器一、实验目的和任务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、实验仪器及器件1、信号与系统实验箱2、双踪示波器三、实验内容及原理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、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ω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，cω0 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H(jω)=u2=A(ω)∠θ(ω)u1（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。
+U1-四、实验步骤图4-3 滤波器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。
有源和无源滤波器实验报告
有源和无源滤波器实验报告1. 引言滤波器是信号处理中常用的工具，用于去除信号中的噪声或选择特定频率范围的信号。
滤波器可以分为有源和无源滤波器两种类型。
有源滤波器使用了一个或多个放大器来增强输入信号的能力，而无源滤波器则不使用放大器来改变信号的幅值。
本实验旨在比较有源和无源滤波器的性能差异，并对其进行测试和评估。
2. 实验目的本实验的目的是通过设计和测试有源和无源滤波器来了解它们的工作原理和性能特点，并对其进行比较。
3. 实验材料•信号发生器•电阻•电容•电感•示波器•多用表•连接线4. 实验步骤4.1 有源低通滤波器设计和测试1.根据所给的电路图，连接有源低通滤波器电路。
2.使用信号发生器产生一个频率为1000Hz的正弦波信号作为输入信号。
3.使用示波器测量输入和输出信号的幅值。
4.记录输入和输出信号的幅值，并计算增益。
5.将信号发生器的频率逐步调整，重复步骤3和4，以获得有源低通滤波器的频率响应曲线。
4.2 无源高通滤波器设计和测试1.根据所给的电路图，连接无源高通滤波器电路。
2.使用信号发生器产生一个频率为1000Hz的正弦波信号作为输入信号。
3.使用示波器测量输入和输出信号的幅值。
4.记录输入和输出信号的幅值，并计算增益。
5.将信号发生器的频率逐步调整，重复步骤3和4，以获得无源高通滤波器的频率响应曲线。
4.3 结果分析与比较1.将有源低通滤波器和无源高通滤波器的频率响应曲线进行比较。
2.分析并比较它们的增益特性、截止频率以及对不同频率信号的响应情况。
5. 实验结果实验结果如下：5.1 有源低通滤波器频率响应曲线在实验中，我们测得有源低通滤波器的频率响应曲线如下图所示：在这里插入有源低通滤波器的频率响应曲线图5.2 无源高通滤波器频率响应曲线在实验中，我们测得无源高通滤波器的频率响应曲线如下图所示：在这里插入无源高通滤波器的频率响应曲线图6. 结论通过对有源低通滤波器和无源高通滤波器的设计和测试，我们得出以下结论：- 有源滤波器能够增强输入信号的能力，具有较高的增益。
试验三无源和有源滤波器
有源滤波器的优缺点
优点
有源滤波器具有较高的滤波效果，可以实现对特定频率成分的精确控制，且不受外界环 境影响。
缺点
有源滤波器需要使用主动电子元件和控制系统，导致其成本较高，且可能存在稳定性问 题。
有源滤波器的应用场景
01
02
03
音频处理
有源滤波器在音频处理领 域应用广泛，如音频信号 的降噪、均衡化等。
阻带衰减
滤波器的阻带衰减是指对被抑 制的频率范围的信号的抑制程
度。
滤波器的作用和应用
信号提取和抑制
滤波器可以用于从复杂的信号中提取 需要的特定频率成分，同时抑制不需 要的频率成分。
频谱分析和测量
滤波器在频谱分析和测量中用于分离 不同频率的信号，以便进行进一步的 分析和处理。
通信和广播
滤波器在通信和广播系统中用于信号 的发送和接收，以实现信号的有效传 输和接收。
器的阻尼特性较好，能够快速衰减振荡。
噪声抑制
03
无源滤波器在噪声抑制方面表现较弱，而有源滤波器具有较好
的噪声抑制能力。
结果分析
01
无源滤波器在某些频段内的性能表现不佳，可能与 电路元件的参数有关，需要进一步调整。
02
有源滤波器在整个频段内表现较为稳定，但成本较 高，可考虑优化设计方案以降低成本。
03
无源滤波器的阻尼特性较差可能是由于电路结构或 元件参数不当所致，需改进设计。
结论总结
01
无源滤波器适用于对成本要求不高、对性能要求不严格的场合 。
02
有源滤波器适用于对性能要求较高、对成本有一定承受能力的
场合。
பைடு நூலகம்
在实际应用中，应根据具体需求和场景选择合适的滤波器类型
无源和有源滤波器实验报告
无源和有源滤波器实验报告无源和有源滤波器实验报告引言：滤波器是电子电路中常见的一个组件，它可以对信号进行处理，使得输出信号满足特定的频率响应要求。
根据电路中是否引入能量源，滤波器可以分为无源滤波器和有源滤波器两种类型。
本实验旨在通过搭建无源和有源滤波器电路，并对其进行测试和比较，以了解它们的工作原理和特性。
实验一：无源滤波器1.1 实验目的通过搭建无源滤波器电路，观察和分析其频率响应特性。
1.2 实验原理无源滤波器是指不引入能量源的滤波器，它主要由电感和电容组成。
在本实验中，我们将使用RC滤波器作为无源滤波器的代表。
RC滤波器由一个电阻和一个电容串联而成，通过改变电阻和电容的数值可以调节滤波器的截止频率。
1.3 实验步骤1）根据实验要求，选择合适的电阻和电容数值。
2）按照电路图搭建无源滤波器电路。
3）连接信号发生器和示波器，设置信号发生器输出正弦波信号。
4）逐渐调节信号发生器的频率，观察示波器上输出信号的振幅变化。
5）记录不同频率下的输出振幅，并绘制频率-振幅曲线。
1.4 实验结果与分析通过实验我们得到了频率-振幅曲线，可以看出在截止频率以下，输出信号的振幅基本保持不变，而在截止频率以上，输出信号的振幅逐渐减小。
这是因为在截止频率以下，电容对低频信号的阻抗较大，起到了滤波的作用；而在截止频率以上，电容对高频信号的阻抗较小，导致信号通过电容而无法被滤波。
实验二：有源滤波器2.1 实验目的通过搭建有源滤波器电路，观察和分析其频率响应特性。
2.2 实验原理有源滤波器是指引入能量源的滤波器，它可以通过放大器等有源元件来增强滤波效果。
在本实验中，我们将使用激励放大器和RC滤波器组成有源滤波器。
2.3 实验步骤1）根据实验要求，选择合适的电阻、电容和放大器数值。
2）按照电路图搭建有源滤波器电路。
3）连接信号发生器、放大器和示波器，设置信号发生器输出正弦波信号。
4）逐渐调节信号发生器的频率，观察示波器上输出信号的振幅变化。
rc 元器件组成的无源滤波器和有源滤波器的工作原理
rc 元器件组成的无源滤波器和有源滤波器的工作原理无源滤波器和有源滤波器是电子电路中常见的两种滤波器，它们利用不同的元器件和工作原理来实现对特定频率信号的滤波。
其中，无源滤波器是由无源元件（如电阻和电容）组成的滤波器，而有源滤波器则是由有源元件（如放大器）与无源元件组成的滤波器。
本文将从深度和广度两个方面探讨这两种滤波器的工作原理，以帮助读者更好地理解它们在电子电路中的应用。
一、无源滤波器的工作原理1. 无源滤波器的基本结构无源滤波器由电容和电感组成，通常包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
其中，电容和电感分别对应频率响应的不同特性，通过它们的组合可以实现对不同频率信号的滤波。
2. 无源滤波器的工作原理在无源滤波器中，由于没有放大器或其他有源元件来提供能量，因此滤波器的输出信号不能比输入信号的幅度更大。
它们的工作原理是基于电容和电感的频率特性，利用不同频率信号在电容和电感上的响应来实现滤波效果。
在低通滤波器中，高频信号通过电容而被阻断，而低频信号可以通过电感并输出。
3. 无源滤波器的优点和局限性无源滤波器可以实现简单的电路结构和低成本的滤波效果，但也存在着频率范围受限、无法增益信号和难以调节的局限性。
二、有源滤波器的工作原理1. 有源滤波器的基本结构有源滤波器在无源滤波器的基础上加入了放大器或其他有源元件，使得滤波器不仅能够对信号进行滤波，还能够对信号进行放大或衰减。
常见的有源滤波器包括运算放大器滤波器、晶体管滤波器和集成电路滤波器等。
2. 有源滤波器的工作原理有源滤波器利用放大器的放大和反馈作用来实现对信号的滤波效果。
在有源滤波器中，放大器提供了增益，并利用反馈网络来调节放大器的频率响应，从而实现对特定频率信号的滤波。
3. 有源滤波器的优点和局限性有源滤波器具有灵活的频率范围、可调的增益和滤波效果好等优点，但也存在着电路结构复杂、成本较高和对放大器性能要求较高的局限性。
总结回顾通过本文的介绍，我们可以更全面、深刻地理解无源滤波器和有源滤波器的工作原理。
(实验二)无源和有源滤波器
（实验二）无源和有源滤波器实验目的：1.了解无源滤波器和有源滤波器的基本原理2.熟练掌握RC、RL、RCL、LPF、HPF、BPF、BSF等滤波器的设计与实现3.通过实验掌握电容和电感的电气特性及其滤波器的设计和制作实验仪器：示波器、信号发生器、电容测试仪、电阻测试仪、电感测试仪实验内容：一、无源滤波器1.RC滤波器（1）低通滤波器：从信号发生器输出的正弦波接到电路的输入端，同时连接示波器探头，把探头分别接到电容器C和电阻R两端，调整信号发生器的频率，观察示波器上正弦波的振幅与频率变化，得到RC滤波器的减频特性曲线。
（2）高通滤波器：同样连接电路并调整信号发生器频率，示波器上高通滤波器输出电压的振幅随着频率的变化而发生变化，得到高通滤波器的增频特性曲线。
2.RL滤波器仿照RC滤波器的示范，再借助于电感L，设计和实现一个低通RL滤波器，同样测试示波器的输出特性曲线。
3.RCL滤波器结合RC和RL滤波器的经验，接入电容C和电感L以及电阻R，基本组合形式有π型/△型/串联型/并联型。
并分别实现和调试它们的滤波器特性。
二、有源滤波器1.甲类和乙类滤波器分别设计和实现比较典型的甲类和乙类无源滤波器。
将信号发生器的正弦波接入有源滤波器的输入端，选择并连接合适的电容和电阻，再选择一个适当的放大器反馈电路，经过放大器的功率放大和滤波器的频谱滤波，输出筛选后的高清正弦波到示波器。
2.低通/高通/带通/带阻滤波器设计从理论上推导出差分放大器电路的频率响应函数，根据函数形式选择合适的电容和电阻，设计并制作差分放大器，最后通过实测数据检验其频率响应的有效性和准确性。
3.低通/高通/带通/带阻滤波器实验在购买好的AD623差分放大器芯片的基础上，结合理论计算和模拟仿真结果，选择合适的电容和电阻参数，将芯片安装在面包板上，经过电阻电容网络的选取和调试，制作出低通/高通/带通/带阻滤波器，逐一测试滤波器的性质和曲线特性。
无源滤波器和有源滤波器实验报告
无源滤波器和有源滤波器实验报告无源滤波器和有源滤波器实验报告引言滤波器在电子领域中起着至关重要的作用，它可以帮助我们去除信号中的噪声，提高信号的质量。
无源滤波器和有源滤波器是两种常见的滤波器类型，它们在电路结构和性能特点上有所不同。
本实验旨在通过搭建无源滤波器和有源滤波器电路，比较它们的滤波效果和特点。
实验一：无源滤波器无源滤波器是由被动元件（如电阻、电容、电感）构成的滤波电路。
在本实验中，我们选择了RC低通滤波器进行研究。
1. 实验目的通过搭建RC低通滤波器电路，研究其频率特性和滤波效果。
2. 实验步骤a. 准备工作：收集所需器件和元件，包括电源、电阻、电容、示波器等。
b. 搭建电路：按照电路图连接电阻和电容，接入电源和示波器。
c. 调节参数：调节电源电压和示波器参数，使电路正常工作。
d. 测试频率响应：输入不同频率的信号，观察输出波形和幅度变化。
3. 实验结果通过实验观察，我们得到了RC低通滤波器的频率响应曲线。
在低频情况下，输出信号基本与输入信号保持一致；而在高频情况下，输出信号的幅度会逐渐降低，起到了滤波的作用。
这是因为电容器在高频情况下的阻抗较小，导致信号通过电容器的路径而绕过电阻。
实验二：有源滤波器有源滤波器是由主动元件（如运算放大器）和被动元件组成的滤波电路。
在本实验中，我们选择了Sallen-Key低通滤波器进行研究。
1. 实验目的通过搭建Sallen-Key低通滤波器电路，研究其频率特性和滤波效果。
2. 实验步骤a. 准备工作：收集所需器件和元件，包括电源、运算放大器、电阻、电容、示波器等。
b. 搭建电路：按照电路图连接运算放大器、电阻和电容，接入电源和示波器。
c. 调节参数：调节电源电压和示波器参数，使电路正常工作。
d. 测试频率响应：输入不同频率的信号，观察输出波形和幅度变化。
3. 实验结果通过实验观察，我们得到了Sallen-Key低通滤波器的频率响应曲线。
与RC滤波器相比，Sallen-Key滤波器具有更好的滤波效果和增益稳定性。
有源无源滤波器实验报告
有源无源滤波器实验报告实验目的，通过实验，掌握有源和无源滤波器的基本原理和特点，了解其在电路中的应用。
一、实验原理。
有源滤波器是利用放大器的放大作用和反馈作用，通过RC、RL等滤波电路实现滤波功能。
无源滤波器是利用电感、电容等被动元件组成的滤波电路实现滤波功能。
有源滤波器一般具有较高的输入电阻和较低的输出电阻，可以满足各种输入输出阻抗的匹配。
无源滤波器一般具有较低的输入电阻和较高的输出电阻，适合于与高阻抗的负载匹配。
二、实验仪器和器件。
1. 信号发生器。
2. 示波器。
3. 电阻、电容、电感。
4. 运算放大器。
5. 电路板、连接线等。
三、实验内容。
1. 有源低通滤波器的实验。
（1）按照实验电路图连接电路；（2）调节信号发生器的频率和幅值，观察输出波形，并记录实验数据；（3）分析实验数据，得出有源低通滤波器的频率特性曲线。
2. 无源高通滤波器的实验。
（1）按照实验电路图连接电路；（2）调节信号发生器的频率和幅值，观察输出波形，并记录实验数据；（3）分析实验数据，得出无源高通滤波器的频率特性曲线。
四、实验结果与分析。
通过实验数据的记录和分析，我们得出了有源低通滤波器和无源高通滤波器的频率特性曲线。
可以清楚地看到，在一定频率范围内，有源滤波器和无源滤波器对信号的响应特性，从而验证了它们的滤波功能。
五、实验总结。
通过本次实验，我们深入理解了有源和无源滤波器的原理和特点，掌握了它们在电路中的应用。
同时，通过实验操作，提高了我们的动手能力和实验数据处理能力。
六、实验心得。
本次实验让我对有源无源滤波器有了更深入的了解，也提高了我的实验操作能力和数据分析能力。
在未来的学习和工作中，我会更加注重理论与实践相结合，不断提高自己的专业能力。
以上就是本次有源无源滤波器实验的实验报告，希望能对大家有所帮助。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验二、无源和有源滤波器
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
3、掌握扫频仪的使用方法
二、实验设备
1、信号与系统实验箱（参考型号：TKSS —B 型）
2、双踪示波器
三、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、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 ）或带阻滤波器（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称为截止频率或转折频率。
图2-1中的|)(|Ωj H 为通带电压放大倍数，
0Ω为中心频率，CL Ω和CU Ω称为低端和高端截止频率。
图2-1 四种滤波器幅频特性示意图
四种滤波器的实验电路如图2-2所示。
图2-2 各种滤波器的实验线路图
3、图2-3中，滤波器的频率特性)(|)(|)(θϕ∠Ω=Ωj H j H
式中|)(|Ωj H 为滤波器的幅频特性，)(θϕ为相频特性，它们可以通过实验方法测量出来。
图2-3 滤波器
四、实验重难点
1、本实验以RC无源/有源低通滤波器为重点进行实验数据的观测。
2、熟悉函数信号发生器的使用。
五、实验步骤
1、示波器的通道1和通道2校准；
2、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。
3、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。
调节函数信号发生器，产生200Hz，1V的正弦波信号。
将其接到图2－2(a)所示电路的输入端，保持输入电压U I的幅值不变，逐渐改变其频率，观察输出电压U O幅值，并将测得的数据记录表一。
作图(a)RC无源低通滤波器的幅频特性曲线。
②测试RC有源低通滤器的幅频特性
实验电路如图2－2(b)所示。
将实验数据记入表二中。
RC无源低通滤器的幅频特性RC有源低通滤器的幅频特性
4、测试无源和有源高通滤波器的幅频特性。
5、测试无源和有源带通滤波器的幅频特性。
6、测试无源和有源带阻滤波器的幅频特性。
六、注意事项
1、在实验测量过程中，必须始终保持正弦波信号源的输出（即滤波器的输入）电压U1幅值不变，且输入信号幅度不宜过大。
2、在进行有源滤波器实验时，输出端不可短路，以免损坏运算放大器。
3、用扫频电源作为激励时，可很快得出实验结果，但必须熟读扫频电源的操作和使用说明。
七、思考题
1、试比较有源滤波器和无源滤器各自的优缺点。
答：
2、各类滤波器参数的改变，对滤波器特性有何影响？
答：
八、结论
1、
2、。