信号与系统实验指导书
Aup 阻带 通 带 fcl f0 fch
阻带 Aup 通带 阻带 fcl f0 fch
通带
(c)带通 (d)带阻
图7-1滤波器理想幅频特性
各滤波器的实际幅频特性图如图7-2所示：
(a)低通 (b)高通
(c)带通 (d)带阻
图7-2 滤波器实际幅频特性
2、各种滤波器的实验电路图如图7-3所示：
(a) 无源低通滤波器 (b) 无源高通滤波器
(c) 无源带通滤波器 (d) 无源带阻滤波器
图7-3(1) 无源滤波器实验电路图
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(a) 有源低通滤波器 (b) 有源高通滤波器
(c) 有源带通滤波器
(d) 有源带阻滤波器
图7-3(2) 有源滤波器实验电路图
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3、该模块的面板结构图如图7-4所示：
无源低通、高通滤波器输入端L、H
接地端
无源滤波器各输出端TP901、TP902、TP903、TP904
有源滤波器各输出端TP905、TP906、TP907、TP908
无源带通、带阻滤波器输入端P、E
电源指
示灯 该模块开关S9
接地端
有源滤波器各输入端YL、YH、YP、YE
图7-4 二阶有源和无源滤波器模块面板结构图
四、实验内容及步骤：
<一>描点法测试RC无源低通滤波器的幅频特性
1、接好实验箱电源，按下船形开关，总电源开关及函数信号发生器模块电源开关S3，频率计模块的电源开关S6（频率计打到内测档），本模块电源开关S9。将函数信号发生器的输出端接至无源低通滤波器的输入端，使函数信号发生器输出峰峰值为8V，频率最低的正弦信号，用示波器CH1观察其波形。
2、用示波器CH2观察滤波器输出端TP901的波形，读取频率计模块数码管上频率值，将此时的电平值和频率值记录在表7-1中。
3、逐渐增大输入信号的频率（“频率调节”电位器可连续调节，“频率选择”短路器可选择不同的频率段），同时记录电平值和频率值。（注：测试过程中必须保持滤波器输入信号的峰峰值不变，若示波器CH1的波形幅度发生改变，应及时调节函数信号发生器，使其输出的正弦信号峰峰值保持8V）
4、当电平值开始变小时，频率间隔要取小，以便绘出的幅频特性图更加精确。 5、根据表7-1中记录的数值绘出RC无源低通滤波器的幅频特性曲线。 <二>扫频源法测试有源带通滤波器的幅频特性
1、打开单片机低频信号发生器模块的电源开关S8和扫频源模块的电源开关S7，选择单片机低频信号发生器输出波形为锯齿波，扫频源模块中选择扫频段4。
2、将单片机低频信号发生器的输出端TP801接到示波器的X轴，把经过低通滤波器和检波器后的输出信号接至示波器的Y轴（有源滤波器可通过断路器选择，无源和巴特沃斯滤波器可使用鳄鱼夹将其输出端连接至检波器），通过李沙育图形可观测到滤
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波器的幅频特性。连续按“扫速降”键，直到幅频特性图清晰为止。
3、注意：(1)因为扫频信号为左边频率高，右边频率低，所以其幅频特性图中对应的频率也是左高右低；(2)测试高通滤波器选择扫频段7，带通滤波器选择扫频段3，带阻滤波器选择扫频段3；(3)由于带通滤波器的通带较宽，可用连续的两个扫频段联合来观察，一个用于观察滤波器高频部分特性，另一个用于观察低频部分特性，如用扫频段2和6联合观察无源带通。
<三>描点法测试RC有源高通滤波器的幅频特性
步骤同<一>。
<四>扫频源法测试无源带阻滤波器的幅频特性
步骤同<二>。
频率（fHz） 输入信号峰峰值U1（V） 输出端峰峰值U2（V） 1K 4K 6K 8K 10K 12K 14K 16K 18K 20K 30K 40K 50K 60K 70K 表7-1
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频率（fHz） 输入信号峰峰值U1（V） 输出端峰峰值U2（V） 0.4K 0.8K 1K 1.4K 1.8K 2K 2.4K 2.8K 3.4K 4K 6K 8K 10K 12K 14K 表7-2
五、实验结果：
1、在表7-1中记录不同的输入信号频率下，无源低通滤波器的输出幅值； 2、描绘无源低通滤波器的幅频特性曲线； 3、描绘有源带通滤波器的幅频特性曲线；
4、在表7-2中记录不同的输入信号频率下，有源高通滤波器的输出幅值； 5、描绘有源高通滤波器的幅频特性曲线； 6、描绘无源带阻滤波器的幅频特性曲线。
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