L=20cm f4=103.52Hz
2．试设计一个测试系统，用实验的方法实测这三种长度的悬臂梁的一阶固有频率f0，
阻尼率?，具体要求如下： a) 拟定实验的原理方法； b) 画出所设计的测试系统框图；
c) 写出在该测试系统中选用的测试仪器及设备的名称、作用及工作原理；
d) 使用这些仪器及设备应注意哪些问题？
附：在准备过程中，可以到实验室去了解现有仪器、设备，使自己所设计的测试系统既符合实际又能完成要求的测试任务。
四、实验报告要求
1．数据整理、分析误差及其原因。 2．实验中所遇问题的讨论。 3．体会与建议。
实验五 滤波器实验
一、实验目的
1．通过实验了解滤波器的工作原理； 2．通过实验学习有源滤波器的特点； 3．学习滤波器在工程技术中的应用。
二、实验仪器及器材
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1．通用线路接插板；
2．电容、电阻、电位器、运算放大器等电子元器件； 3．晶体管毫伏表； 4．低频信号发生器； 5．直流稳压电源。
三、实验步骤
1．计算上截止频率为440Hz的RC低通滤波器的R、C数值。（其中C值根据实验室
现有电容值选用）。
2．将选好的元件在线路接插板上按图5.1（a）接插成低通滤波器，测出其幅频特性。
3．在此低通滤波器输出端并联一个1KΩ的负载电阻，再测其幅频特性，并与无负载
情况下的幅频特性相比较。
4．接成如图5.1（b）所示的有源低通滤波器，测出其幅频特性。 5．在有源滤波器后同样接一个1KΩ负载电阻，再测其幅频特性，并与无负载情况下
的幅频特性相比较。
6．设计相应的方法并实现将上述低通滤波器的截止频率特性予以改善。 7．根据图5.2写出此线路的传递函数、幅频特性，在线路板上接插出此线路并测出其
幅频特性，并求出其中心频率f0、－3dB通带及品质因数Q值等；观察方波输入时的输出波形。
R Vin C 10K - 33K · Vout
Vin - 17 - R · C + Vout
· · ·
(a) (b)
图5.1无源与有源RC低通滤波器
8．根据前两个滤波器的幅频特性曲线，设计一滤波器使其能将输入信号——方波的五倍频不失真的提取出来，并实现，记录最后的波形图。
四、预习要求
1．复习滤波器有关章节；
2．计算并绘出实验用滤波器线路图； 3．设计相应的滤波器； 4．画出测试数据表格。
0.01μ 7.5K Vin 0.01μ 7.5K Vin
15K ? 20K ?20K + - ? - + - 18 -
0.01μ ? Vout
? Vout +in -in 3 2 ? 15K ? E+ +18v 7 4 E- -18v 6 0.01 μ Vou
E+ 8 1 7 2 out 6 3 +in 5 4 E- OA1 -in
图5.2 多路负反馈有源滤波器
五、思考题
1．无源低通应如何设计以提高其带负载能力?
2．将频率为100Hz、150Hz及200Hz的方波输入所设计的有源低通滤波器，输出的波
形各是什么样的？有何异同？
3．滤波器在实际应用中，怎样改善滤波器的截止频率特性？
六、实验报告
l．列出实验目的、实验线路、测试出数据； 2．用对数座标纸绘出各幅频特性曲线；
4．比较无源与有源滤波器的特性，分析有源滤波器的优点；
5．将实验内容中的第6及第8项实验方案进一步完善，并进行仿真输出结果。
6．回答思考题； 7．体会与建议。
附：运算放大器（μA741）引脚排列示意图。
E+ +18v 7 4 E- -18v +in -in 3 2 E+ 8 1 7 2 out 6 3 +in 5 4 E-
6 Vout
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OA1 -in
图 5.3 μA741运算放大器引脚图
实验六、快速傅里叶变换实验
一、实验目的
1．加深对几个特殊概念的理解：“采样”??“混叠”；“窗函数”（截断）??
“泄漏”；
“非整周期截取”??“栅栏”。
2．加深理解如何才能避免“混叠”，减少“泄漏”，防止“栅栏”的方法和措施以及估计这些因素对频谱的影响。
3．对利用通用微型计算机及相应的FFT软件，实现频谱分析有一个初步的了解。
二、实验原理
为了实现信号的数字化处理，利用计算机进行频谱分析――计算信号的频谱。由于 计算机只能进行有限的离散计算（即DFT），因此就要对连续的模拟信号进行采样和截断。而这两个处理过程可能引起信号频谱的畸变，从而使DFT的计算结果与信号的实际 频谱有误差。有时由于采样和截断的处理不当，使计算出来的频谱完全失真。因此在时 域处理信号时要格外小心。
时域采样频率过低，将引起频域的“混叠”。为了避免产生“混叠”，要求
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