实验三滤波器一、实验目的1．了解无源和有源滤波器的种类、基本结构及其特性；2．对比并研究无源滤波器和有源滤波器的滤波特性；二、原理说明1．滤波器的作用是对输入信号的频率具有选择性。滤波器的种类很多，但总的来说，可分为两大类，即经典滤波器和现代滤波器。经典滤波器可分为四种，即低通（LP）、高通（HP）、带通（BF）、带阻（BS）滤波器。图3-1分别给出了四种滤波器的理想幅频响应。阻带通带（b）高通滤波器Au0fcf(a)低通滤波器阻带通带Au0fcf通带通带阻带(d)带阻滤波器Au0fclf0fchf通带阻带阻带(c)带通滤波器Au0fclf0fchf图3-1四种滤波器的理想幅频特性2．滤波器可认为是一个二端网络，可用图3-2的模型来描述。其幅频特性和相频特性可由下式反映：..H(jω)=U2(ω)/U1(ω)=A(ω)∠θ(ω)H(jω)为网络函数,又称为传递函数。滤波器U1U2图3-2滤波器三、预习练习1．预习滤波器的有关内容和原理；2．预习运算放大器的相关知识及用运算放大器构成滤波器的方法；3．推导各类滤波器的网络函数。四、实验步骤及内容1用实验导线按图3-3构造滤波器：(a)无源低通滤波器(b)有源低通滤波器(c)无源高通滤波器(d)有源高通滤波器(e)无源带通滤波器(f)有源带通滤波器（g）无源带阻滤波器（h）有源带阻滤波图3-3各种滤波器的实验电路五、实验步骤和注意事项1.启动计算机，双击桌面“信号与系统”快捷方式，运行软件。2.测试计算机与实验箱的通信是否正常,通信正常继续。如通信不正常查找原因使通信正常后才可以继续进行实验。测试各无源滤波器的幅频特性：3.按实验电路图3-3（a）、(c)、(e)、(g)所示，连接被测量电路。电路的输入U1接A/D、D/A卡的DA1输出，电路的输出U2接A/D、D/A卡的AD1输入。检查无误后接通电源。4.在实验项目的下拉列表中选择实验一[一、滤波器]。5.鼠标单击按钮，弹出实验课题参数设置对话框。在参数设置对话框中设置相应的实验参数后鼠标单击确认等待屏幕的显示区显示实验结果，在本实验中可以选择自动测量和手动测量两种方式。在手动方式下务必保证每次输出信号的幅值都保持不变.6.观测计算机屏幕显示出的响应曲线及数据。7.记录波形及数据,对于采用自动方式时，记录实验后的幅频图。8.其他电路图同上。数据表格如下F（Hz）fcU1（V）111111111111111U2（V）测试各有源滤波器的幅频特性：9.按实验电路图3-3（b）、（d）、(f)、(h)所示，连接被测量电路。电路的输入U1接A/D、D/A卡的DA1输出，电路的输出U2接A/D、D/A卡的AD1输入。检查无误后接通电源。10.在实验项目的下拉列表中选择实验一[一、滤波器]。11.鼠标单击按钮，弹出实验课题参数设置对话框。在参数设置对话框中设置相应的实验参数后鼠标单击确认等待屏幕的显示区显示实验结果，在本实验中可以选择自动测量和手动测量两种方式。在手动方式下务必保证每次输出信号的幅值都保持不变.12.观测计算机屏幕显示出的响应曲线及数据。13.记录波形及数据,对于采用自动方式时，记录实验后的幅频图。14.其他电路图同上。数据表格如下F（KHz）fcU1（V）111111111111111U2（V）按照以上方法，分别测量其它种类的滤波器的幅频特性。15．由于实验所用的电阻和电容都有误差，特别是电容的误差较大，请在实验前先用表测量以下实验中所要用到的电容值，并记录之。六、实验报告要求1．根据实验测量所得数据，绘制各类滤波器的幅频特性曲线。比较并计算出特征频率、截止频率和通频带。2．分析各类无源和有源滤波器的滤波特性。