信号与系统实验报告
信号与系统测试报告
信号与系统测试报告在进行信号与系统测试时，我们主要关注信号的特性以及系统的响应。
通过测试，我们可以验证系统的性能是否符合设计要求，以及信号是否能够正确地传输和处理。
本次测试旨在评估系统的频率响应、时域响应和稳定性等方面的表现，以确保系统能够准确、稳定地工作。
我们对系统的频率响应进行了测试。
通过输入不同频率的信号，我们可以观察系统对不同频率信号的响应情况。
测试结果显示，系统在特定频率范围内表现良好，能够准确地传输信号并保持稳定。
然而，在高频率下系统的响应有所下降，需要进一步优化以提高高频响应能力。
我们对系统的时域响应进行了测试。
通过输入不同形状的信号，如方波、正弦波等，我们可以观察系统对信号的延迟、失真等情况。
测试结果显示，系统在时域上能够准确地响应输入信号，并且延迟较小，失真程度也较低。
这表明系统具有良好的时域特性，能够满足实际应用中的需求。
我们还对系统的稳定性进行了测试。
通过输入不同幅度的信号，我们可以观察系统的稳定性和抗干扰能力。
测试结果显示，系统在输入信号幅度较小的情况下表现稳定，但在输入信号幅度较大时出现了一定程度的失真。
这提示我们需要进一步优化系统的动态范围，以提高系统的稳定性和抗干扰能力。
综合以上测试结果，我们可以得出结论，系统在频率响应、时域响应和稳定性等方面表现良好，能够满足大多数实际应用的需求。
然而，仍有一些方面需要进一步优化，如提高高频响应能力、优化动态范围等。
通过持续的测试和优化，我们相信系统将能够更好地满足用户的需求，并在实际应用中发挥更大的作用。
总的来说，信号与系统测试是确保系统正常工作的重要环节。
通过不断测试和优化，我们可以提高系统的性能和稳定性，确保系统能够准确、稳定地传输和处理信号。
希望通过本次测试报告的分享，能够帮助更多的人了解信号与系统测试的重要性，促进系统技术的进步和发展。
信号与系统软件实验实验报告
信号与系统软件实验实验报告一、实验目的本次信号与系统软件实验的主要目的是通过使用相关软件工具，深入理解和掌握信号与系统的基本概念、原理和分析方法，并通过实际操作和实验结果的观察与分析，提高对信号处理和系统性能的认识和应用能力。
二、实验环境本次实验使用的软件工具为_____，运行环境为_____操作系统。
计算机配置为_____处理器，＿____内存，＿____硬盘。
三、实验内容1、信号的表示与运算生成常见的连续时间信号，如正弦信号、余弦信号、方波信号、锯齿波信号等，并观察其波形和特征参数。
对生成的信号进行加、减、乘、除等运算，分析运算结果的波形和频谱变化。
2、系统的时域分析构建简单的线性时不变系统，如一阶惯性系统、二阶振荡系统等。
输入不同类型的信号，如阶跃信号、冲激信号等，观察系统的输出响应，并分析系统的稳定性、瞬态性能和稳态性能。
3、系统的频域分析对给定的系统进行频率响应分析，计算系统的幅频特性和相频特性。
通过改变系统的参数，观察频率响应的变化规律，并分析系统对不同频率信号的滤波特性。
4、信号的采样与重构对连续时间信号进行采样，研究采样频率对信号重构的影响。
采用不同的重构方法，如零阶保持重构、一阶线性重构等，比较重构信号与原始信号的误差。
四、实验步骤1、打开实验软件，熟悉软件的操作界面和功能菜单。
2、按照实验内容的要求，依次进行各项实验操作。
在信号表示与运算实验中，通过软件提供的函数生成所需的信号，并使用绘图功能显示信号的波形。
然后，利用软件的计算功能进行信号运算，并观察运算结果的波形。
对于系统时域分析实验，首先在软件中构建指定的系统模型，然后输入相应的激励信号，使用仿真功能获取系统的输出响应。
通过观察输出响应的波形，分析系统的性能指标，如上升时间、调节时间、超调量等。
在系统频域分析实验中，利用软件的频率响应分析工具，计算系统的幅频特性和相频特性曲线。
通过调整系统的参数，如增益、时间常数等，观察频率响应曲线的变化情况，并总结规律。
MATLAB信号与系统实验报告19472[五篇范文]
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MATLAB信号与系统实验报告19472[五篇范文]第一篇：MATLAB信号与系统实验报告19472信号与系统实验陈诉（5）MATLAB 综合实验项目二连续系统的频域阐发目的：周期信号输入连续系统的响应可用傅里叶级数阐发。
由于盘算历程啰嗦，最适适用MATLAB 盘算。
通过编程实现对输入信号、输出信号的频谱和时域响应的盘算，认识盘算机在系统阐发中的作用。
任务：线性连续系统的系统函数为11)(+=ωωjj H，输入信号为周期矩形波如图 1 所示，用MATLAB 阐发系统的输入频谱、输出频谱以及系统的时域响应。
-3-2-1 0 1 2 300.511.52Time(sec)图 1要领：1、确定周期信号 f(t)的频谱nF&。
基波频率Ω。
2、确定系统函数 )(Ω jn H。
3、盘算输出信号的频谱n nF jn H Y&&)(Ω=4、系统的时域响应∑∞-∞=Ω=nt jnn eY t y&)（MATLAB 盘算为y=Y_n*exp(j*w0*n“*t);要求（画出 3 幅图）：1、在一幅图中画输入信号f(t)和输入信号幅度频谱|F(jω)|。
用两个子图画出。
2、画出系统函数的幅度频谱|H(jω)|。
3、在一幅图中画输出信号y(t)和输出信号幅度频谱|Y(jω)|。
用两个子图画出。
解:(1)阐发盘算：输入信号的频谱为(n)输入信号最小周期为=2，脉冲宽度，基波频率Ω=2π/ =π，所以(n)系统函数为因此输出信号的频谱为系统响应为(2)步伐：t=linspace(-3,3,300);tau_T=1/4;%n0=-20;n1=20;n=n0:n1;%盘算谐波次数20F_n=tau_T*Sa(tau_T*pi*n);f=2*(rectpuls(t+1.75,0.5)+rectpuls(t-0.25,0.5)+rectpuls(t-2.25,0.5));figure(1),subplot(2,1,1),line(t,f,”linewidth“,2);%输入信号的波形 axis([-3,3,-0.1,2.1]);grid onxlabel(”Time(sec)“,”fontsize“,8),title(”输入信号“,”fontweight“,”bold“)%设定字体巨细，文本字符的粗细text(-0.4,0.8,”f(t)“)subplot(2,1,2),stem(n,abs(F_n),”.“);%输入信号的幅度频谱xlabel(”n“,”fontsize“,8),title(”输入信号的幅度频谱“,”fontweight“,”bold“)text(-4.0,0.2,”|Fn|“)H_n=1./(i*n*pi+1);figure(2),stem(n,abs(H_n),”.“);%系统函数的幅度频谱xlabel(”n“,”fontsize“,8),title(”系统函数的幅度频谱“,”fontweight“,”bold“)text(-2.5,0.5,”|Hn|“)Y_n=H_n.*F_n;y=Y_n*exp(i*pi*n”*t);figure(3),subplot(2,1,1),line(t,y,“linewidth”,2);%输出信号的波形 axis([-3,3,0,0.5]);grid onxlabel(“Time(sec)”,“fontsize”,8),title(“输出信号”,“fontweight”,“bold”)text(-0.4,0.3,“y(t)”)subplot(2,1,2),stem(n,abs(Y_n),“.”);%输出信号的幅度频谱xlabel(“n”,“fontsize”,8),title(“输出信号的幅度频谱”,“fontweight”,“bold”)text(-4.0,0.2,“|Yn|”)(3)波形：-3-2-1 0 1 2 300.511.52Time(sec)输入信号f(t)-20-15-10-5 0 5 10 15 2000.10.20.30.4n输入信号的幅度频谱|Fn|-20-15-10-5 0 5 10 15 2000.10.20.30.40.50.60.70.80.91n系统函数的幅度频谱|Hn|-3-2-1 0 1 2 300.10.20.30.4Time(sec)输出信号y(t)-20-15-10-5 0 5 10 15 2000.10.20.30.4n输出信号的幅度频谱|Yn| 项目三连续系统的复频域阐发目的：周期信号输入连续系统的响应也可用拉氏变更阐发。
信号与系统实验实验报告
信号与系统实验实验报告一、实验目的本次信号与系统实验的主要目的是通过实际操作和观察，深入理解信号与系统的基本概念、原理和分析方法。
具体而言，包括以下几个方面：1、掌握常见信号的产生和表示方法，如正弦信号、方波信号、脉冲信号等。
2、熟悉线性时不变系统的特性，如叠加性、时不变性等，并通过实验进行验证。
3、学会使用基本的信号处理工具和仪器，如示波器、信号发生器等，进行信号的观测和分析。
4、理解卷积运算在信号处理中的作用，并通过实验计算和观察卷积结果。
二、实验设备1、信号发生器：用于产生各种类型的信号，如正弦波、方波、脉冲等。
2、示波器：用于观测输入和输出信号的波形、幅度、频率等参数。
3、计算机及相关软件：用于进行数据处理和分析。
三、实验原理1、信号的分类信号可以分为连续时间信号和离散时间信号。
连续时间信号在时间上是连续的，其数学表示通常为函数形式；离散时间信号在时间上是离散的，通常用序列来表示。
常见的信号类型包括正弦信号、方波信号、脉冲信号等。
2、线性时不变系统线性时不变系统具有叠加性和时不变性。
叠加性意味着多个输入信号的线性组合产生的输出等于各个输入单独作用产生的输出的线性组合；时不变性表示系统的特性不随时间变化，即输入信号的时移对应输出信号的相同时移。
3、卷积运算卷积是信号处理中一种重要的运算，用于描述线性时不变系统对输入信号的作用。
对于两个信号 f(t) 和 g(t)，它们的卷积定义为：＼（f g)（t) ＝＼int_{＼infty}＾｛＼infty} f(＼tau) g(t ＼tau) d\tau ＼在离散时间情况下，卷积运算为：＼（f g)n ＝＼sum_{m ＝＼infty}＾｛＼infty} fm gn m ＼四、实验内容及步骤实验一：常见信号的产生与观测1、连接信号发生器和示波器。
2、设置信号发生器分别产生正弦波、方波和脉冲信号，调整频率、幅度和占空比等参数。
3、在示波器上观察并记录不同信号的波形、频率和幅度。
信号与系统实验报告
信号与系统实验报告一、实验目的(1) 理解周期信号的傅里叶分解，掌握傅里叶系数的计算方法；(2)深刻理解和掌握非周期信号的傅里叶变换及其计算方法；(3) 熟悉傅里叶变换的性质，并能应用其性质实现信号的幅度调制；(4) 理解连续时间系统的频域分析原理和方法，掌握连续系统的频率响应求解方法，并画出相应的幅频、相频响应曲线。
二、实验原理、原理图及电路图(1) 周期信号的傅里叶分解设有连续时间周期信号()f t ，它的周期为T ，角频率22fT，且满足狄里赫利条件，则该周期信号可以展开成傅里叶级数，即可表示为一系列不同频率的正弦或复指数信号之和。
傅里叶级数有三角形式和指数形式两种。
1）三角形式的傅里叶级数：01212011()cos()cos(2)sin()sin(2)2cos()sin()2n n n n a f t a t a t b t b t a a n t b n t 式中系数n a ，n b 称为傅里叶系数，可由下式求得：222222()cos(),()sin()T T T T nna f t n t dtb f t n t dtTT2）指数形式的傅里叶级数：()jn tn nf t F e式中系数n F 称为傅里叶复系数，可由下式求得：221()T jn tT nF f t edtT周期信号的傅里叶分解用Matlab进行计算时，本质上是对信号进行数值积分运算。
Matlab中进行数值积分运算的函数有quad函数和int函数。
其中int函数主要用于符号运算，而quad函数（包括quad8，quadl）可以直接对信号进行积分运算。
因此利用Matlab进行周期信号的傅里叶分解可以直接对信号进行运算，也可以采用符号运算方法。
quadl函数(quad系)的调用形式为：y＝quadl(‘func’,a,b)或y＝quadl(@myfun,a,b)。
其中func是一个字符串，表示被积函数的.m文件名（函数名）；a、b分别表示定积分的下限和上限。
信号与系统实验报告
信号与系统实验报告
实验名称：信号与系统实验
一、实验目的：
1.了解信号与系统的基本概念
2.掌握信号的时域和频域表示方法
3.熟悉常见信号的特性及其对系统的影响
二、实验内容：
1.利用函数发生器产生不同频率的正弦信号，并通过示波器观察其时域和频域表示。
2.通过软件工具绘制不同信号的时域和频域图像。
3.利用滤波器对正弦信号进行滤波操作，并通过示波器观察滤波前后信号的变化。
三、实验结果分析：
1.通过实验仪器观察正弦信号的时域表示，可以看出信号的振幅、频率和相位信息。
2.通过实验仪器观察正弦信号的频域表示，可以看出信号的频率成分和幅度。
3.利用软件工具绘制信号的时域和频域图像，可以更直观地分析信号的特性。
4.经过滤波器处理的信号，可以通过示波器观察到滤波前后的信号波形和频谱的差异。
四、实验总结：
通过本次实验，我对信号与系统的概念有了更深入的理解，掌
握了信号的时域和频域表示方法。
通过观察实验仪器和绘制图像，我能够分析信号的特性及其对系统的影响。
此外，通过滤波器的处理，我也了解了滤波对信号的影响。
通过实验，我对信号与系统的理论知识有了更加直观的了解和应用。
信号与系统实验报告
信号与系统实验报告实验一连续时间信号1.1表示信号的基本MATLAB函数1.2连续时间负指数信号1、对下面信号创建符号表达式x（t）=sin(2πt/T)cos(2πt/T)。
对于T=6,8和16，利用ezplot 画出0<=t<=32内的信号。
什么是x（t）的基波周期？x1=sym('sin(2*pi*t/T)');x2=sym('cos(2*pi*t/T)');x=x1*x2x4=subs(x,4,'T');ezplot(x4,[0,32]);x8=subs(x,8,'T');ezplot(x8,[0,32]);x16=subs(x,16,'T');ezplot(x16,[0,32]);T=4 T=8T=162、对下面信号创建一个符号表达式x（t）=exp（-at）cos（2πt）。
对于a=1/2，1/4，1/8，利用ezplot确定td，td为|x（t）|最后跨过0.1的时间，将td定义为该信号消失的时间。
利用ezplot对每一个a值确定在该信号消失之前，有多少个完整的余弦周期出现，周期数目是否正比于品质因素Q=(2π/T)/2a？x1=sym('exp(-a*t)');x2=sym('cos(2*pi*t)');x=x1*x2;xa1=subs(x,1/2,'a');ezplot(xa1);xa2=subs(x,1/4,'a');ezplot(xa2);xa3=subs(x,1/8,'a');ezplot(xa3);a=1/2 a=1/4a=1/83、将信号x（t）=exp（j2πt/16）+exp（j2πt/8）的符号表达式存入x中。
函数ezplot不能直接画出x（t），因为x*（t）是一个复数信号，实部和虚部分量必须要提取出来，然后分别画出他们。
信号与系统实验报告
信号与系统实验报告目录1. 内容概要 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 研究目的 (4)1.3 研究意义 (4)2. 实验原理 (5)2.1 信号与系统基本概念 (7)2.2 信号的分类与表示 (8)2.3 系统的分类与表示 (9)2.4 信号与系统的运算法则 (11)3. 实验内容及步骤 (12)3.1 实验一 (13)3.1.1 实验目的 (14)3.1.2 实验仪器和设备 (15)3.1.4 实验数据记录与分析 (16)3.2 实验二 (16)3.2.1 实验目的 (17)3.2.2 实验仪器和设备 (18)3.2.3 实验步骤 (19)3.2.4 实验数据记录与分析 (19)3.3 实验三 (20)3.3.1 实验目的 (21)3.3.2 实验仪器和设备 (22)3.3.3 实验步骤 (23)3.3.4 实验数据记录与分析 (24)3.4 实验四 (26)3.4.1 实验目的 (27)3.4.2 实验仪器和设备 (27)3.4.4 实验数据记录与分析 (29)4. 结果与讨论 (29)4.1 实验结果汇总 (31)4.2 结果分析与讨论 (32)4.3 结果与理论知识的对比与验证 (33)1. 内容概要本实验报告旨在总结和回顾在信号与系统课程中所进行的实验内容，通过实践操作加深对理论知识的理解和应用能力。
实验涵盖了信号分析、信号处理方法以及系统响应等多个方面。
实验一：信号的基本特性与运算。
学生掌握了信号的表示方法，包括连续时间信号和离散时间信号，以及信号的基本运算规则，如加法、减法、乘法和除法。
实验二：信号的时间域分析。
在本实验中，学生学习了信号的波形变换、信号的卷积以及信号的频谱分析等基本概念和方法，利用MATLAB工具进行了实际的信号处理。
实验三：系统的时域分析。
学生了解了线性时不变系统的动态响应特性，包括零状态响应、阶跃响应以及脉冲响应，并学会了利用MATLAB进行系统响应的计算和分析。
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电气学科大类2012 级《信号与控制综合实验》课程实验报告(基本实验一:信号与系统基本实验)姓名丁玮学号U201216149 专业班号水电1204 同组者1 余冬晴学号U201216150 专业班号水电1204 同组者2 学号专业班号指导教师日期实验成绩评阅人实验评分表基本实验实验编号名称/内容实验分值评分实验一常用信号的观察实验二零输入响应、零状态相应及完全响应实验五无源滤波器与有源滤波器实验六LPF、HPF、BPF、BEF间的变换实验七信号的采样与恢复实验八调制与解调设计性实验实验名称/内容实验分值评分创新性实验实验名称/内容实验分值评分教师评价意见总分目录1.实验一常用信号的观察 (1)2.实验二零输入响应、零状态响应及完全响应 (4)3.实验五无源滤波器与有源滤波器 (7)4.实验六 LPF、HPF、BPF、BEF间的转换 (14)5.实验七信号的采样与恢复 (19)6.实验八调制与解调 (29)7.实验心得与自我评价 (33)8.参考文献 (34)实验一常用信号的观察一．任务与目标1.了解常见信号的波形和特点；2.了解常见信号有关参数的测量，学会观察常见信号组合函数的波形；3.学会使用函数发生器和示波器，了解所用仪器原理与所观察信号的关系；4.掌握基本的误差观察与分析方法。
二．总体方案设计1.实验原理描述信号的方法有许多种，可以用数学表达式（时间的函数），也可以使用函数图形（信号的波形）。
信号可以分为周期信号和非周期信号两种。
普通示波器可以观察周期信号，具有暂态拍摄功能的示波器可以观察到非周期信号的波形。
目前，常用的数字示波器可以方便地观察周期信号及非周期信号的波形。
2.总体设计⑴观察常用的正弦波、方波、三角波、锯齿波等信号及一些组合函数的波形，如y=sin(nx)+cos(mx)。
⑵用示波器测量信号，读取信号的幅值与频率。
三．方案实现与具体设计1.用函数发生器产生正弦波，并且设定波形的峰值及频率，用示波器观察并记录波形，测量和读取信号的幅值与频率；2.用函数发生器产生方波，并且设定波形的峰值及频率，用示波器观察并记录波形，测量和读取信号的幅值与频率；3.用函数发生器产生三角波，并且设定波形的峰值及频率，用示波器观察并记录波形，测量和读取信号的幅值与频率；4.用函数发生器产生锯齿波，并且设定波形的峰值及频率，用示波器观察并记录波形，测量和读取信号的幅值与频率；5.用函数发生器产生两个不同频率的正弦波，分别设定波形的峰值及频率，用示波器叠加波形，并观察组合函数的波形。
四．实验设计与实验结果1.正弦波波形图如下：幅值：2.56V 频率：999.986Hz 图1-1 正弦波波形2.方波波形图如下：幅值：2.5V 频率：999.987Hz 图1-2 方波波形3.三角波波形图如下：幅值：3.02V 频率：999.987Hz 图1-3 三角波波形4.锯齿波波形图如下：幅值：2.54V 频率：999.988Hz 图1-4 锯齿波波形5.组合函数波形图如下：图1-5 组合函数波形五．结果分析与讨论1.图1-1正弦波的数学函数表达式：V=2.56sin(2000π×t)2.图1-2方波的数学函数表达式：V=错误！未找到引用源。
2.5， kT=<t< T/2+kTV= -2.5，T/2+kT=<t< T+kT3.图1-3三角波的数学函数表达式：V=错误！未找到引用源。
2.416*105×t，-T/4+kT=<t< T/4+kTV=6.04-2.416*105×t，T/4+kT=<t< 3T/4+kT4.图1-4锯齿波的数学函数表达式：V=2.54-5080×t，kT=<t< T+kT5.图1-5组合函数的数学表达式：V=20.2sin(1996π×t)+10.4sin(12048π×t) 在实验测量的结果中，我们发现频率与幅值都不是原先信号发生器设定的频率与幅值，信号在传输过程中有点失真，或者可能是测量误差导致的。
另外，在本次实验中，我们观察了正弦波信号、方波信号、三角波信号、锯齿波信号等组合信号，对以后的信号与系统的实验信号的观察打好了基础。
图 2-1 零输入响应、零状态响应及完全响应的实验电路图1R 2R实验二 零输入响应、零状态响应及完全响应一．任务与目标通过实验，进一步了解系统的零输入响应、零状态响应及完全响应的原理，并且掌握其发生的条件及波形。
二．总体设计方案1.实验原理零输入响应、零状态响应和完全响应的实验电路如图2-1所示：合上图2-1中的开关1K ，则由电路可得：101)()(E t U C R t i =+⋅ (1)因为dtt dU C t i )()(0= ， 则上式变为100E U dtdU RC =+ (2) 对上式取拉式变换得：s E s U RCU s RCU 1000)()0()(=+-所以 RCs U RC s E s E RCs RCU RCs s E s U 1)0()1(1)0()1()(011010+++-=+++=所以 RCt -0RCt-10(0)e )e-(1)(U E t U += (3) 式(3)中，若E 1等于0，则等号右方只有第二项，即为零输入响应，即由初始条件激励下的输出响应；若初始条件为零（0)0(0=U ），则等式右边只有第一项，即为零状态响应，它描述了初始条件为零（0)0(0=U ）时，电路在输入E 1作用下的输出响应，显然它们之和为电路的完全响应。
若V 5)0(V,15201===E U E ，断开/合上开关K 1或K 2即可得到如图2-2所示的这三种的响应过程曲线。
图2-2零输入响应、零状态响应和完全响应曲线其中：①零输入响应②零状态响应③完全响应2.总体设计在电路中，没有输入，只有原始状态引起的响应叫零输入响应；对于初始状态为0，只有输入下的响应叫零状态响应；这两者之和叫全响应，我们分析一个电路的响应可以将其分解为求其零状态和零输入响应，更能清楚知道电路的工作原理。
根据电容的储能作用和电源、电阻元件、开关的配合，可以分别得到电路的零状态、零输入及全响应。
三．方案实现与具体设计1.接通电源、实验电路板、数字示波器；2.根据图2-1所示，零输入响应时，先闭合开关S2、S3，再断开开关S3，用示波器观察并记录电阻R2端的电压信号变化；3.根据图2-1所示，零状态响应时，先闭合开关S3，再闭合开关S1，用示波器观察并记录电阻R2端的电压信号变化；4.根据图2-1所示，完全响应时，先闭合开关S2、S2，再闭合开关S1，用示波器观察并记录电阻R2端的电压信号变化。
四．实验设计与实验结果1零输入响应：先闭合开关S2、S3，再断开开关S3，期间R2端电压变压如下图所示图2-3 零输入响应2.零状态响应：先闭合开关S3，再闭合开关S1，期间R2端电压变压如下图所示图2-4 零状态响应3.完全响应：先闭合开关S2、S2，再闭合开关S1，期间R2端电压变压如下图所示图2-5 完全响应五.结果分析与讨论将图2-3、图2-4和图2-5与图2-2进行比较可以看出，实验所得的三种响应曲线与理论上计算所得的曲线基本吻合，故可判断实验的正确性。
实验思考题：系统零输入响应的稳定性与零状态响应的稳定性是否相同？答：不相同。
因为零输入响应与输入激励无关，零输入响应是以初始电压值开始，以指数规律进行衰减，所以零输入响应是只和电路结构有关，只要电路自身是稳定的，零输入响应就是稳定的；零状态响应与起始储能无关，与输入激励有关，在不同的输入信号下，电路会表征出不同的响应，所以零状态响应的稳定性不仅和电路结构有关，还与输入的信号有关。
实验五 无源滤波器与有源滤波器一．任务与目标1.了解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.掌握无源和有源滤波器参数的设计方法。
二．总体方案设计1.实验原理滤波器是对输入信号的频率具有选择作用的一个二端口网络，它允许某些频率（通常是某个频率范围）的信号通过，而其他频率的信号幅值均要受到衰减或抑制。
这些网络可以是由RLC 元件或RC 元件构成的无源滤波器，也可以是由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。
图5-1分别为四种滤波器的实际幅频特性的示意图。
四种滤波器的传递函数和实验模拟电路如图5-2所示：滤波器的网络函数H （j ω），又称为频率响应，它可用下式表示为)()()()()(ωθωωωω∠==A j U j U j H i o式中A(ω)为滤波器的幅频特性，为滤波器的相频特性。
它们均可通过实验的方图5-1 四种滤波器的幅频特性法来测量。
131)(222++=RCs s C R s G (a) 无源低通滤波器121)(222++=RCs s C R s G (b) 有源低通滤波器13)(222222++=RCs s C R s C R s G (c) 无源高通滤波器12)(222222++=RCs s C R s C R s G (d) 有源高通滤波器13)(222++=RCs s C R RCss G (e) 无源带通滤波器 12)(222++=RCs s C R RCss G (f) 有源带通滤波器-+(g) 有源带阻滤波器141)(222222+++=RCs s C R s C R sG (h) 无源带阻滤波器141)(222222+++=RCs s C R s C R s G2.总体设计（1）测试无源LPF和有源LPF的幅频特性。
（2）测试无源HPF和有源HPF的幅频特性。
（3）测试无源BPF和有源BPF的幅频特性。
（4）测试无源BEF和有源BEF的幅频特性。
三．实验方案实现和具体设计1.将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U i =5V不变的情况下，逐渐改变其频率，用示波器（f＜200KHz）测量滤波器输出端的电压Uo 。
注意：当改变信号源频率时，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，分别测试无源和有源LPF、HPF、BPF、BEF的幅频特性，并记录实验数据，整理在表格中,并绘制函数图像。
四．实验设计与实验结果1.测试无源LPF和有源LPF的幅频特性，结果如下：表5-1 无源和有源LPF幅频特性数据记录表无源频率/Hz 50100150200250280310340 Up-p/V 4.08 4.04 3.96 3.92 3.80 3.72 3.60 3.56频率/Hz 370400450500550600700800Up-p/V 3.48 3.44 3.24 3.12 2.96 2.88 2.60 2.40频率/Hz 9001000110012001400160018002000Up-p/V 2.20 2.08 1.92 1.80 1.56 1.36 1.24 1.08有源频率/Hz 10050080010001300150020002500 Up-p/V 4.08 3.84 3.28 2.88 2.44 2.16 1.6 1.2频率/Hz 300035004000450050006000Up-p/V 1.0 0.840.720.640.520.32图5-3 无源和有源LPF幅频特性图2.测试无源HPF和有源HPF的幅频特性，结果如下：表5-2无源和有源HPF幅频特性数据记录表无源频率/Hz 100500100015002000230026002900 Up-p/V0.10 0.360.84 1.30 1.70 1.92 2.12 2.30频率/Hz 32003500400045005000550060007000Up-p/V 2.44 2.60 2.76 2.96 3.12 3.2 3.28 3.44频率/Hz 7500800085009000950010000Up-p/V 3.52 3.58 3.60 3.66 3.68 3.72有源频率/Hz 100500100015001800200025003000 Up-p/V0.20.36 1.24 1.92 2.36 2.52 3.00 3.16频率/Hz 35004000500060007000Up-p/V 3.52 3.76 3.84 4.00 4.04图5-4 无源和有源HPF幅频特性图3.测试无源BPF和有源BPF的幅频特性，结果如下：表5-3无源和有源BPF幅频特性数据记录表无源频率/Hz 1003005008001300180020002300 Up-p/V0.380.80 1.04 1.30 1.46 1.50 1.50 1.42频率/Hz 28003500400045005000550060006500Up-p/V 1.40 1.30 1.20 1.16 1.080.980.940.90频率/Hz 70008000900010000Up-p/V0.820.780.70 0.64有源频率/Hz 100200400600800100015002000 Up-p/V0.24 1.00 1.64 2.08 2.36 2.56 2.64 2.64频率/Hz 25002800300035004000450050006000Up-p/V 2.56 2.52 2.48 2.44 2.20 2.12 1.96 1.76频率/Hz7000 8000 9000 10000 12000 14000Up-p/V 1.60 1.44 1.32 1.28 1.00 0.96图5-5 无源和有源BPF幅频特性图4.测试无源BEF和有源BEF的幅频特性，结果如下：表5-4无源和有源BEF幅频特性数据记录表无源频率/Hz 10030050080010001200 14001600 Up-p/V 3.32 2.76 2.06 1.280.940.560.320.18频率/Hz 18002000250030004000450050005500Up-p/V0.260.420.78 1.08 1.64 1.82 2.00 2.12频率/Hz 600070008000900010000110001200013000Up-p/V 2.24 2.44 2.62 2.70 2.82 2.88 2.92 3.00有源频率/Hz 100300500700800100012001500 Up-p/V 4.04 3.80 3.28 2.64 2.32 1.64 1.040.20频率/Hz 18002000250028003000350040005000Up-p/V0.72 1.08 1.84 2.20 2.40 2.78 3.04 3.36频率/Hz5500 6000 7000 8000 9000 10000Up-p/V 3.52 3.60 3.72 3.76 3.80 3.88图5-6 无源和有源BEF幅频特性图五．结果分析与讨论综合四种滤波器可以看出，有源滤波器的低边截止频率比无源滤波器的小，高边截止频率比无源滤波器的大。