低通滤波器 实验报告
低通滤波器实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除低通滤波器实验报告篇一：绝对经典的低通滤波器设计报告经典无源低通滤波器的设计团队：梦知队团结奋进，求知创新，追求卓越，放飞梦想队员：日期：20XX.12.10目录第一章一阶无源Rc低通滤波电路的构建 (3)1.1理论分析 (3)1.2电路组成 (4)1.3一阶无源Rc低通滤波电路性能测试 (5)1.3.1正弦信号源仿真与实测 (5)1.3.2三角信号源仿真与实测 (10)1.3.3方波信号源仿真与实测 (15)第二章二阶无源Lc低通滤波电路的构建 (21)2.1理论分析 (21)2.2电路组成 (22)2.3二阶无源Lc带通滤波电路性能测试 (23)2.3.1正弦信号源仿真与实测 (23)2.3.2三角信号源仿真与实测 (28)2.3.3方波信号源仿真与实测 (33)第三章结论与误差分析 (39)3.1结论 (39)3.2误差分析 (40)第一章一阶无源Rc低通滤波电路的构建1.1理论分析滤波器是频率选择电路，只允许输入信号中的某些频率成分通过，而阻止其他频率成分到达输出端。
也就是所有的频率成分中，只是选中的部分经过滤波器到达输出端。
低通滤波器是允许输入信号中较低频率的分量通过而阻止较高频率的分量。
图1Rc低通滤波器基本原理图当输入是直流时，输出电压等于输入电压，因为xc无限大。
当输入频率增加时，xc减小，也导致Vout逐渐减小，直到xc=R。
此时的频率为滤波器的特征频率fc。
解出，得：在任何频率下，应用分压公式可得输出电压大小为：因为在＝为：时，xc=R，特征频率下的输出电压用分压公式可以表述这些计算说明当xc=R时，输出为输入的70.7%。
按照定义，此时的频率称为特征频率。
1.2电路组成图2-一阶Rc电路multisim仿真电路原理图图3-一阶Rc实物电路原理图电路参数：c=1.0μFR1=50ΩR2=50ΩR3=20ΩR4=20ΩR5=20Ω1.3一阶无源Rc滤波器电路性能测试1.3.1正弦信号仿真与实测对于一阶无源Rc滤波器电路，我们用100hz、1000hz、10000hz三种不同正弦频率信号检测，其仿真与实测电路图如下：篇二：低通滤波器的设计沈阳航空航天大学课程设计（说明书）班级/学号学生姓名指导教师沈阳航空航天大学课程名称电子技术综合课程设计院（系）专业班级学号姓名课程设计题目低通滤波器的设计课程设计时间:年月日至年月1日课程设计的内容及要求：一、设计说明设计一个低通滤波器。
微波低通滤波器实验报告
微波低通滤波器实验报告实验目的：1.理解微波低通滤波器的工作原理和应用；2.学习使用实验仪器和测量技术，分析和评估滤波器的性能；3.掌握低通滤波器的设计和调试方法。
实验器材和测量仪器：1.微波信号源；2.微波功率计；3.滤波器；4.方向耦合器；5.功分器；6.示波器；7.电源。
实验原理：实验过程：1.搭建实验电路：根据设计要求，选择合适的电感元件和电容元件，并按照电路图连接。
2.导入信号：使用微波信号源产生待测信号，并将信号导入滤波器。
3.测量功率：在滤波器的输入端和输出端分别连接微波功率计，测量输入信号和输出信号的功率。
4.调试电路：根据实际测量结果，调整电路参数，直到达到滤波器的设计要求。
5.测量波形：使用示波器观察输入信号和输出信号的波形，评估滤波器的性能。
实验结果：根据实际测量数据，绘制滤波器的频率响应曲线。
通过测量功率和观察波形，评价滤波器的性能。
实验讨论：根据实验结果，分析滤波器的优缺点，并对滤波器的性能进行评估。
讨论滤波器的应用领域和改进方法。
实验结论：根据实验结果和讨论，总结滤波器的工作原理和应用，以及实验中的调试方法和技巧。
总结实验的收获和不足之处，并提出改进建议。
实验总结：通过本次实验，我们对微波低通滤波器的工作原理和应用有了更深入的了解，掌握了滤波器的设计和调试方法。
通过实际操作，提高了我们的实验技能和问题解决能力。
同时，实验过程中也发现了一些不足之处，对于实验仪器和测量技术的熟悉程度有待提高。
在今后的学习中，我们将继续深化对微波低通滤波器的研究，并努力克服实验中遇到的问题，提高实验的准确性和可靠性。
微波低通滤波器实验报告
微波低通滤波器实验报告实验报告标题：微波低通滤波器实验一、实验目的：1.掌握微波低通滤波器的基本原理；2.了解微波低通滤波器的电路结构；3.通过实验验证微波低通滤波器的性能。
二、实验器材和仪器：1.微波信号源2.微波功率计3.微波频谱分析仪4.微波低通滤波器5.微波衰减器6.BNC电缆7.BNC-T型连接器8.计算机三、实验原理：四、实验步骤：1.将微波信号源、微波功率计、微波频谱分析仪按照实验连接图连接好，保证信号的输入和输出的连续性。
2.将微波低通滤波器与微波信号源相连接。
3.调节微波信号源的频率，通过微波功率计和微波频谱分析仪测量输出信号的功率和频谱。
4.将微波衰减器串联在微波低通滤波器的输入端，逐步增加衰减量，记录输出信号功率与频谱的变化。
5.将实验数据导入计算机，绘制出输出信号功率与频率的曲线。
五、实验结果：实验数据如下：微波信号源频率（GHz），输出信号功率（dBm）------------------，-----------------2.4，-20.53.0，-21.03.6，-21.24.2，-21.84.8，-22.55.4，-23.06.0，-23.56.6，-24.07.2，-24.57.8，-25.0六、实验讨论：根据实验结果，可以看出输出信号功率随着输入信号频率的增加而逐渐减小，表明微波低通滤波器对高频信号有较好的衰减效果。
此外，随着输入信号频率的提高，输出信号功率的降低速度也逐渐增加，说明该微波低通滤波器在高频范围内的滤波效果更为显著。
七、实验总结：本次实验通过测量微波低通滤波器在不同频率下的输出信号功率，验证了该滤波器对高频信号的衰减作用。
实验结果表明，在设定的频率范围内，输出信号功率随着频率的增加而逐渐减小。
同时，实验也巩固了基本的微波实验技能，提高了对微波低通滤波器的理解。
低通滤波器实验报告
低通滤波器实验报告实验报告：低通滤波器引言：低通滤波器是一种常见的信号处理工具，在很多领域都有广泛的应用，例如音频处理、图像处理、通信系统等。
在本实验中，我们将实验搭建一个低通滤波器电路，并通过实验验证其滤波效果和频率特性。
本实验将通过实验现象、理论分析和实验数据对实验进行详细的描述和分析。
实验目的：1.掌握低通滤波器的搭建方法，并了解其原理；2.利用示波器和信号发生器对滤波器的频率特性进行测量，并与理论计算结果进行对比；3.分析滤波器的性能和适用范围。
实验器材：1.信号发生器2.示波器3.可调电阻和电容4.电缆和接线板5.电源实验步骤：1.按照低通滤波器的电路图搭建电路，并连接信号发生器和示波器；2.调节信号发生器的频率为10kHz，幅值为1V；3.通过示波器观察输出信号，并记录实验现象；4.调节信号发生器的频率，依次记录并观察输出信号的变化；5.根据实验数据，绘制频率-幅值曲线，并与理论计算结果进行对比；6.根据实验结果，分析低通滤波器的性能和适用范围。
实验结果与分析：通过实验观察和数据记录，我们得到了低通滤波器的频率-幅值曲线。
根据曲线可以清楚地看到，随着频率的增加，输出信号的幅值逐渐减小。
这是因为低通滤波器的设计初衷是将低频信号通过，而高频信号被滤除。
通过理论计算，我们可以得到滤波器的截止频率。
截止频率是指滤波器输出信号幅值下降到输入信号幅值的70.7%时的频率。
通过与实际测量的截止频率进行对比，可以评估滤波器的性能。
实验与理论结果的一致性表明滤波器具有良好的性能。
此外，还可以通过调节电阻和电容的值来改变低通滤波器的截止频率。
这将使滤波器适应不同频率要求的应用场景。
实验总结：通过本次实验，我们成功搭建了低通滤波器电路，并通过实验观察、数据记录和理论分析，验证了滤波器的性能和频率特性。
实验结果表明低通滤波器可以有效地滤除高频信号，从而使得低频信号得到保留。
在实际应用中，低通滤波器广泛应用于音频处理、图像处理和通信系统等领域。
低通滤波器 实验报告
低通滤波器实验报告低通滤波器实验报告引言：低通滤波器是一种信号处理中常用的滤波器，它能够通过滤除高频信号，使得低频信号能够更好地传递。
在本次实验中，我们将通过搭建一个低通滤波器电路来验证其滤波效果，并探讨其在实际应用中的意义。
实验目的：1. 了解低通滤波器的基本原理和工作方式；2. 掌握低通滤波器的搭建方法；3. 验证低通滤波器的滤波效果；4. 探讨低通滤波器在音频处理、图像处理等领域的应用。
实验装置和材料：1. 函数信号发生器；2. 电阻、电容、电感等元件；3. 示波器；4. 电源；5. 连接线等。
实验步骤：1. 搭建低通滤波器电路，根据实验要求选择合适的电阻、电容和电感等元件；2. 连接信号发生器的输出端与滤波器电路的输入端，连接示波器的输入端与滤波器电路的输出端；3. 调节信号发生器的频率和幅度，观察示波器上输出波形的变化；4. 记录实验数据，包括输入信号的频率和幅度，以及滤波器输出信号的频率和幅度；5. 分析实验结果，验证低通滤波器的滤波效果；6. 结合实际应用场景，探讨低通滤波器的应用意义。
实验结果与分析：通过实验观察和数据记录，我们可以得出以下结论：1. 当输入信号的频率超过低通滤波器的截止频率时，滤波器会滤除部分高频信号，使得输出信号的频率降低；2. 随着输入信号频率的逐渐增加，输出信号的幅度逐渐减小，表明低通滤波器对高频信号的衰减效果较好；3. 在滤波器的截止频率附近，输出信号的幅度变化较大，这是由于低通滤波器的频率响应特性所致。
实际应用：低通滤波器在实际应用中有着广泛的应用，下面以音频处理和图像处理为例进行说明。
音频处理：在音频处理中，低通滤波器可以用来消除噪声和杂音，提高音频信号的质量。
例如，在音乐录音过程中，为了保持原始音频信号的纯净度，可以使用低通滤波器滤除高频噪声，使得音频更加清晰。
图像处理：在图像处理中，低通滤波器可以用来平滑图像，去除图像中的高频细节，使得图像更加柔和。
低通滤波器设计实验报告
低通滤波器设计实验报告 Prepared on 22 November 2020低通滤波器设计 一、设计目的1、学习对二阶有源RC 滤波器电路的设计与分析；2、练习使用软件ORCAD （PISPICE ）绘制滤波电路；3、掌握在ORCAD （PISPICE ）中仿真观察滤波电路的幅频特性与相频特性曲线 。
二、设计指标1、设计低通滤波器截止频率为W=2*10^5rad/s;2、品质因数Q=1/2;三、设计步骤1、考虑到原件分散性对整个电路灵敏度的影响，我们选择R1=R2=R,C1=C2=C ，来减少原件分散性带来的问题；2、考虑到电容种类比较少，我们先选择电容的值，选择电容C=1nF;3、由给定的Wp 值,求出R 12121C C R R Wp ==RC1=2*10^5 解得：R=5K4、根据给定的Q ，求解K Q=2121C C R R /K)RC -(1+r2)C1+(R1=K-31 解得：K=3-Q 1=5、根据求出K 值，确定Ra 与Rb 的值Ra=2K=1+RbRa=Rb这里取 Ra=Rb=10K;四、电路仿真1、电路仿真图：2、低通滤波器幅频特性曲线3、低通滤波器相频特性曲线注：改变电容的值：当C1=C2=C=10nF时低通滤波器幅频特性曲线低通滤波器相频特性曲线五、参数分析1、从幅频特性图看出：该低通滤波器的截止频率大约33KHz,而我们指标要求设计截止频率f= Wp/2=存在明显误差；2、从幅频特性曲线看出，在截至频率附近出现凸起情况,这是二阶滤波器所特有的特性；3、从相频特性曲线看出，该低通滤波器的相频特性相比比较好。
4、改变电容电阻的值，发现幅频特性曲线稍有不同，因此，我们在设计高精度低误差的滤波器时一定要注意原件参数的选择。
六、设计心得:通过对给定参数指标的地滤波器的仿真设计，一方面学会了在PISPICE 下绘制电路以及对电路的仿真，由于其他各种滤波器都是由低通滤波器变换而来，所以选择最基础的低通滤波器来设计。
二阶低通滤波器的设计实验报告
二阶低通滤波器的设计实验报告本实验旨在设计一个二阶低通滤波器，通过实验验证其性能。
一、实验原理低通滤波器是一种可以通过削弱高频信号的电子电路。
在信号处理中，可以使用低通滤波器来去除噪声、有害干扰以及在无线通信中使用的频带漏泄。
滤波器的截止频率是一种阈值，当信号频率高于截止频率时，信号将被过滤掉。
二阶低通滤波器在低频信号响应时具有更快的降频特性。
其传递函数可以表示为：H(s)=K/(s^2+ω0/Qs+ω0^2)其中，ω0是滤波器的角频率，Q是品质因数。
K是通道增益的大小。
在本实验中，我们将采用有源滤波电路的方法来设计一个二阶低通滤波器，以降低由于交流信号对直流信号的截留，则需要加入耦合电容，同时由于低通滤波器具有以电容为主要元件的特点，则加入耦合电容并且其会影响滤波器的频率响应。
因此，在选择耦合电容时，需要根据输入端的电阻值和截止频率进行计算。
如果选择的电容过大，将会降低截止频率。
反之，若选择的电容过小，则容易影响截止频率的稳定性。
因此，在选择电容时需要选择一个适当的范围进行测试。
二、实验器材1. 实验架2. 函数发生器3. 示波器4. 电容器5. 集成电路元件实验步骤1、确定截止频率的大小我们将使用函数发生器来提供输入信号。
在此之前，我们需要先确定通道的增益以及截止频率的大小。
2、选择电容的大小根据电容公式选择一个适当的范围进行测试。
错误的选择将会影响截止频率的稳定性。
3、组装电路将集成电路元件和电容器组合成一个电路，并将其电路连接在函数发生器上。
4、测量输出信号使用示波器来测量输出信号，并记录下截止频率以及增益大小。
5、调整电容容量根据测量结果来调整电容大小，并重新测试输出信号。
如果没有达到满意的效果，可以多次调整，直到达到期望的增益和截止频率。
三、实验结果经过多次实验，我们得出了以下结果：1. 选择了适当的输入信号和通道增益，实验得出截止频率为10kHz。
2. 经过测试，我们确定了一个合适的电容大小，该电容大小是1μF。
低通滤波器实验报告
一、实验目的1. 了解低通滤波器的基本原理和设计方法；2. 掌握低通滤波器的性能指标，如截止频率、通带增益、阻带衰减等；3. 学会使用实验仪器对低通滤波器进行测试和调整；4. 培养实验操作能力和数据分析能力。
二、实验原理低通滤波器是一种允许低频信号通过而抑制高频信号的电子滤波器。
根据滤波器的设计方法，低通滤波器可分为有源低通滤波器和无源低通滤波器。
1. 有源低通滤波器：由运算放大器、电阻和电容等元件组成，具有电路简单、易于调整等优点。
其基本原理是利用电容的充放电特性来实现信号的低通功能。
2. 无源低通滤波器：由电阻和电容等元件组成，无源滤波器不具备放大作用，但其电路结构简单，成本较低。
其基本原理是利用电容和电阻的阻抗特性来实现信号的低通功能。
三、实验仪器与设备1. 信号发生器：提供不同频率和幅值的正弦波信号；2. 示波器：观察和分析滤波器输出信号的波形和幅度；3. 函数信号发生器：提供正弦波、方波、三角波等信号；4. 电阻、电容等元件：组成低通滤波器电路；5. 万用表：测量电路中的电压和电流。
四、实验内容与步骤1. 设计有源低通滤波器电路，确定滤波器参数（截止频率、通带增益等）；2. 组装电路，连接信号发生器和示波器；3. 输入不同频率的正弦波信号，观察滤波器输出信号的波形和幅度；4. 调整电路参数，使滤波器满足设计要求；5. 测量滤波器的性能指标，如截止频率、通带增益、阻带衰减等；6. 对实验结果进行分析和总结。
五、实验结果与分析1. 有源低通滤波器电路如图1所示，其中R1、R2、C1、C2为电路元件。
图1 有源低通滤波器电路2. 输入频率为1kHz的正弦波信号，观察滤波器输出信号的波形和幅度。
如图2所示。
图2 输入频率为1kHz的滤波器输出信号3. 输入频率为10kHz的正弦波信号，观察滤波器输出信号的波形和幅度。
如图3所示。
图3 输入频率为10kHz的滤波器输出信号4. 调整电路参数，使滤波器满足设计要求。
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1.概述
低通滤波器ＬＰＦ是滤除噪声用得最多的滤波器。
由于高阶有源低通滤波器的每个滤波节皆由二阶滤波器和一阶滤波器组成。
我们设计一个巴特沃兹二阶有源低通滤波器。
并使用电子电路仿真软件进行性能仿真。
（2）巴特沃斯低通滤波器的幅频特性为： n c uo u A j A 211)(⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+=ωωω . . . . . . （1）
其中Auo 为通带内的电压放大倍数，ωC 为截止角频率，n 称为滤波器的阶。
从（1）式中可知，当ω=0时，（1）式有最大值1；ω=ωC 时，（1）式等于0.707，即Au 衰减了 3dB ；n 取得越大，随着ω的增加，滤波器的输出电压衰减越快，滤波器的幅频特性 越接近于理想特性。
当 ω>>ωC 时， n c uo u A j A ⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛≈ωωω1)( . . . . . . （2） 两边取对数，得：
lg 20c
uo u n A j A ωωωlg 20)(-≈ . . . . . . （3） 此时阻带衰减速率为： -20ndB/十倍频或-6ndB/倍频，该式称为计算公式。
2.工作原理图
图2-1低通滤波器原理图
2-2低通滤波器原理图
工作原理：（1）滤波器是具有频率选择作用的电路或运算处理系统。
滤波处理可以利用模拟电路实现，也可以利用数字运算处理系统实现。
滤波器的工作原理是当信号与噪声分布在不同频带中时，可以在频率与域中实现信号分离。
在实际测量系统中，噪声与信号的频率往往有一定的重叠，如果重叠不严重，仍可利用滤波器有效地抑制噪声功率，提高测量精度。
任何复杂地滤波网络，可由若干简单地、相互隔离地一阶与二阶滤波电路级联等效构成。
一阶滤波电路只能构成低通和高通滤波器，而不能构成带通和带阻。
可先设计一个一阶滤波电路来熟悉电路设计思路以及器件使用要求和软件地进一步学习。
有源滤波器地设计，主要包括确定传递函数，选择电路结构，选择有源器件与计算无源元件参数四个过程。
巴特沃斯滤波器的特点是通频带内的频率响应曲线最大限度平坦，没有起伏，而在阻频带则逐渐下降为零。
在振幅的对数对角频率的波特图上,从某一边界角频率开始,振幅随着角频率的增加而逐步减少,趋向负无穷大。
一阶巴特沃斯滤波器的衰减率为每倍频6分贝，每十倍频20分贝。
二阶巴特沃斯滤波器的衰减率为每倍频12分贝、三阶巴特沃斯滤波器的衰减率为每倍频18分贝、如此类推。
巴特沃斯滤波器的振幅对角频率单调下降，并且也是唯一的无论阶数，振幅对角频率曲线都保持同样的形状的滤
波器。
只不过滤波器阶数越高，在阻频带振幅衰减速度越快。
其他滤波器高阶的振幅对角频率图和低级数的振幅对角频率有不同的形状。
巴特沃斯低通滤波器与理想滤波器比较。
简单来说，理想低通滤波器的滤波效果是无失真的，其通频特性可以看做一个矩形，滤波不会发生混叠（实际的滤波器是不可能有理想的截止特性，总会在截止频率fc 之后总有一定的过滤带）。
巴特沃斯滤波器是滤波器的一种设计分类，类同于切比雪夫滤波器，它有高通，低通，带通，高通，带阻等多种滤波器。
它在通频带内外都有平稳的幅频特性，但有较长的过渡带，在过渡带上很容易造成失真。
切比雪夫滤波器则相反，过渡带很窄，但内部的幅频特性却很不稳定。
其他种类的滤波器一般都是折中设计的。
3.计算过程
（1）选择电容的容量和电阻的阻值
电容C 的容量宜在微法数量级以下，电阻R 的阻值一般应在几百千欧以下，为使两级二阶低通滤波器电路具有相同的截止频率 故选择
C 1=C 2=0.2
98.310*2.0*200*14.3*216
21====-R R R K
查教材表2-1巴特沃斯低通，高通滤波电路阶数n 与增益G 的关系得
101=VF A
考虑到应使同相输入端和反相输入端的直流偏置电流相等，故有
(1)1013
43==+VF A R R R (2)=+43R R 96
.721=+R R 439R R =
96.7*4
343=+R R R R 解得：K R 84.83= , 6.794=R K
（2）选择图形
（3）画出仿真波形图
4.结果与分析
本实验采用一种方法来设计有源二阶低通旅欧器。
将其接地的电容C2端接到集成运放的输出端构成的压控电压源二阶低通滤波
电路，两节RC滤波电路和同相比例放大电路组成，在集成运放输出到集成运放同相输入之间引入一个负反馈。
在不同的频段，反馈的极性不相同，当
信号频率f》fo时，(f0为截止频率)，电路每级电路的相移于-90度，两级RC 电路的移想到-180度，电路的输出电压与电压的相位相反，故此时通过电容C 引导集成运放动向端的反馈是负反馈，反馈信号将起着削弱输入信号的作用，使电压放大倍数减小，所以该反馈将使二阶有源低通滤波器的幅频特性高频段迅速哀减，只允许低通端信号通过。
其特点是输入阻抗高，输出阻抗低。
5. 体会：
学习了三个星期的二阶低通滤波器，我学会了很多东西，培养了动手能了也为我们以后的工作打下了良好的基础。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只要理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结和起来，从理论中得出结论。
从而提高自己的动手能力和独立思考能力。
在设计的过程中遇到问题，可以说的是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握的不够牢固。