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无源和有源滤波器


实验六 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、原理说明
? 滤波器是对输入信号的频率具有选择性的一个二端网络。 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。 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 的分界点的频率称为截止频率或称转折频率。

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三、实验内容及步骤
? ? ? ? ? 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6—2(a)所示的电路,测试RC无源低通滤波器的特性。 实验时,必须在保持正弦波信号输入电压(u1)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真有效值交流电压表(10Hz<f<1MHz,测量RC滤波器输 出端电压u2的幅值,并把所测的数据记录表6-1。注意每当改变信号源频率时,都必须 观测一下输入信号u1使之保持不变。实验时应接入双踪示波器,分别观测输入u1和输 出u2的波形(注意:在整个实验过程中应保持u1恒定不变)。 表6-1 F(Hz)ωO = (rad/s) fO= (Hz) u1(V) u2(V) (2)测试RC有源低通滤波器的幅频特性 实验电路如图6—2(b)所示。取 R=1K、C=0.01μF、放大系数K=1。测试方法用 (1)中相同的方法进行实验操作,并将实验数据记入表6-2中。 表6-2 F(Hz) ωO = (rad/s) fO= (Hz) u1(V) u2(V) 3、分别测试无源、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、研究各种滤波器对方波信号或其它非正弦信号输入的响应(选做,实验步骤自拟)。

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