信号与系统综合实验报告(3)

Matlab仿真的无源带通滤波器幅频特性曲线与有源带通滤波器幅频特性曲线 无源带通滤波器

上限截止频率10000Hz 下限截止频率：199Hz 通带宽度9801Hz 有源带通滤波器

上限截止频率5011Hz 下限截止频率：707Hz 通带宽度4304Hz

Matlab仿真的无源带阻滤波器幅频特性曲线与有源带阻滤波器幅频特性曲线 无源带阻滤波器

上限截止频率398Hz 下限截止频率：5623Hz 阻带宽度5225Hz 有源带阻滤波器

上限截止频率630Hz 下限截止频率：3981Hz 通频带3351Hz

2．比较分析各类无源和有源滤器的滤波特性。 答：

无源低通滤波器的截止频率比有源低通滤波器的截止频率低；无源高通滤波器的

截止频率比有源高通滤波器的截止频率高；无源带通滤波器通带宽度比有源带通滤波器小很多；无源带阻滤波器比有源带阻滤波器阻带宽度大。

综上，有源滤波器的滤波特性要比无源率波器的特性好。

五、实验思考题

1．示波器所测滤波器的实际幅频特性与计算出的理想幅频特性有何区别？ 答：

高通滤波电路的幅频响应曲线，在0

第 11 页 共 34 页

率为通带。理论上，它的带宽BW为无穷大，但实际上，由于受有源器件带宽的限制，高通滤波电路的带宽也是有限的。

同样的，带阻滤波电路的幅频响应曲线中，它有两个通带：0Wl，

和一个阻带：WhwL也是有限的。

2．如果要实现LPF、HPF、BPF、BEF源滤器之间的转换，应如何连接？ 答：

LPF和HPF的相互转换可以简单地把电容和电感互相替换，并且替换后的元件值为

原来的倒数，可以变换成相应的高通滤波器；

将低通滤波器和高通滤波器并联在一起，可以形成带阻滤波电路，设低通滤波器

的通带截止频率为f1，高通滤波器的通带截止频率为f2，且f1＜f2。当二者并联在一起时，凡是f＜f1的信号均可从低通滤波器中通过，凡是f＞f2的信号则可从高通滤波器中通过，唯有f1＜f＜f2的信号被阻断，于是电路成为一个带阻滤波器；

将低通滤波器和高通滤波器串联起来，即可获得带通滤波电路，低通滤波器的通

带截止频率为f2，即该低通滤波器只允许f＜f2的信号通过；而高通滤波器的通带截止频率为f1，即它只允许f＞f1的信号通过。现将两者串联起来，且f2＞f1，则其通频带即是上述二者频带的覆盖部分，即等于f2 ? f1，成为一个带通滤波器。

第 12 页 共 34 页

实验六 低通、高通、带通、带阻滤波器间的变换

一、实验原理 实验指导书P19 二、实验目的

1．通过本实验进一步理解低通、高通和带通等不同类型滤波器间的转换关系； 2．熟悉低通、高通、带通和带阻滤波器的模拟电路，并掌握其参数的设计原则。 三、实验内容

1．由低通滤波器变换为高通滤波器。 2．由高通滤波器变换为低通滤波器。

3．在一定条件下，由低通和高通滤波器构成带通滤波器。 4．在一定条件下，由低通和高通滤波器构成带阻滤波器。 四、实验步骤

1．实验电路接通电源。

2．将函数信号发生器输出的正弦信号接入无源（或有源）滤波器的输入端， 调节该正弦信号频率时,用示波器观察其低通滤波器输出幅值的变化。

2．按步骤1，逐步用示波器或数字万用表观察测量LPF、HPF、BPF、BEF输出幅值的变化。

五、实验报告

实验数据

低通滤波器TP1 f/Hz 50 300 400 500 600 800 1000 1200 1500 2000 2500 U/V 6.20 6.20 6.11 6.04 5.86 5.60 5.20 4.88 4.32 4.00 3.60 带通滤波器TP2 f/Hz 10 20 30 40 60 70 90 100 150 200 300 U/V 0.12 0.40 1.00 1.40 1.64 2.16 2.88 3.08 3.96 4.44 5.16 低通滤波器TP3 f/Hz 50 100 150 200 250 350 450 600 800 1000 1500 U/V 5.76 5.16 4.48 3.88 3.32 2.6 2.08 1.64 1.24 1.08 0.78 高通滤波器TP4 f/Hz 50 100 200 300 400 500 600 800 1000 1500 2000 U/V 0.20 0.388 0.752 1.12 1.52 1.84 2.16 2.76 3.24 4.12 4.76 带阻滤波器TP5 f/Hz 30 50 80 100 150 200 300 400 500 600 700 U/V 6.04 5.80 5.36 5.00 4.20 3.40 2.16 1.40 1.16 1.32 1.60 第 13 页 共 34 页

3000 3500 4000 5000 6000 9000 15000 3.20 2.80 2.48 2.16 1.84 1.20 0.78 400 800 1000 1500 2000 3000 4000 7000 10000 15000 5.36 5.32 5.12 4.48 3.84 2.94 2.36 1.46 1.08 0.78 2000 3000 4000 0.52 0.38 0.20 3000 4000 6000 9000 5.32 5.60 5.88 6.00 800 1000 1500 2000 2500 3000 6000 9000 1.96 2.60 3.80 4.60 5.00 5.32 5.84 6.00 画出由低通滤波器和高通滤波器构成带通、带阻滤波器的模拟电路。

带通滤波器如上图

带阻滤波器如上

2．画出各种滤波器实验的频率特性曲线。

第 14 页 共 34 页

TP1的幅频特性曲线

TP2的合成带通幅频特性曲线

第 15 页 共 34 页