BX121028俞佳星实验五Filter实验

有源无源滤波器实验报告
源：
滤波器是用来处理频率信号的电子设备，包括电子设备中有源滤波器（Active
Filter）和无源滤波器（Passive Filter）。

现在，本实验组将进行关于有源滤波器和无
源滤波器性能对比的实验后评估。

实验问题：
本实验将比较有源滤波器和无源滤波器的性能，考察它们在不同频率下的工作特性及
其各自的优缺点。

实验步骤：
实验步骤如下：
（1）设置实验仪器：首先，将有源滤波器和无源滤波器的信号电路连接到仪器的通
道A和B。

将两个通道的增益调节至0dB，以加强测量结果的准确性。

（2）有源滤波器实验：调节已经设置好的有源滤波器，以实现不同的截止频率。

将
信号源接到输入端，同时用示波器观察输入和输出信号，以观察滤波器特性。

（4）实验结果及分析：以两种滤波器不同的截止频率为参数，绘制其频率特性曲线，比较其各自的优势及特性，并对实验结果进行总结。

实验结果：
实验结果，有源滤波器在相同截止频率下比无源滤波器的工作效果要好，并且具有较
高的增益，低的失真，高的抑制比和快速的反应速度。

无源滤波器的灵敏度有限，受限于
增益，失真的和抑制比的变化范围也更小，反应速度也慢很多。

实验5 IIR 数字滤波器的设计一、实验目的（1）加深对脉冲响应不变法、双线性变换法的了解；（2）掌握MATLAB 进行滤波器设计的子函数。

二、实验内容1. 利用脉冲响应不变法，用巴特沃斯滤波器原型设计一个低通滤波器，满足：采样频率为10KHz ，通带截止频率、通带最大衰减、阻带截止频率和阻带最小衰减分别为dB 15,π3.0,dB 1,π2.0====s s p p A R ωω代码：wp=0.2*pi;ws=0.3*pi;rp=1;as=15;fs=10000;omgp=wp*fs;omgs=ws*fs;[n,omgc]=buttord(omgp,omgs,rp,as,'s');[z,p,k]=buttap(n);[bap,aap]=zp2tf(z,p,k);[ba,aa]=lp2lp(bap,aap,omgc);[bd,ad]=impinvar(ba,aa,fs);[H,wn] = freqz(bd,ad);plot(wn/pi,20*log10(abs(H)))grid on结果：-15-14-13-12-11-10-9-8-7-6-5-4-3-2-12. 利用双线性变换法设计巴特沃斯高通数字滤波器，满足：通带截止频率为400Hz ，阻带截止频率为200Hz ，通带衰减小于3dB ，阻带衰减大于15dB ，采样频率为1000Hz 。

（选作）代码：wp=0.8*pi;ws=0.4*pi;rp=3;as=15;fs=1000;omgp=wp*fs;omgs=ws*fs;[n,omgc]=buttord(omgp,omgs,rp,as,'s');[z,p,k]=buttap(n);[bap,aap]=zp2tf(z,p,k);[ba,aa]=lp2hp(bap,aap,omgc);[numd,dend]=bilinear(ba,aa,fs);[H,wn] = freqz(numd,dend);plot(wn/pi,20*log10(abs(H)))grid onxlabel('频率(Hz)')ylabel('幅度')title('数字滤波器幅频曲线')频率(Hz)幅度数字滤波器幅频曲线3. 设计巴特沃斯低通数字滤波器，满足：通带截止频率、通带最大衰减、阻带截止频率和阻带最小衰减分别为dB 15,π3.0,dB 1,π2.0====s s p p A R ωω。

（6）用示波器观察 T02“抽样信号”的波形。
（7）观察抽样信号经低通滤波器还原后的波形 T03。
（8）改变抽样频率为 fs<2B 和 fs≥2B，观察抽样信号（T02)和复原后的 信号（T03)，比较其失真程度。
2、 语音信号的抽样与恢复
把话筒插进 V1 耳机插进 V2(看清标识不要接错)，用导线将“PCM 信号输 出”连接到“PCM 信号输入”,检查无误后就可以对着话筒讲话了，会在耳机 里听到清楚的声音。（W01 用来调节语音信号的放大倍数，W02 用来调节声音 的大小）
深圳大学学生实验报告用纸
心得体会：
通过这个实验，我们了解了模拟信号的采样方法与过程及信号的 恢复，并验证了采样定理，通过对输入信号与采样信号的对比， 输入信号与恢复信号的对比我们知道只要遵循采样定理并保证采 样频率大于乃奎斯特率，那么恢复信号就能够达到与原信号相近 的水平，很好的将模拟信号数字化。
0 Ts
1
Fs
TS
0
t
s m
m
s
（c） 低抽样频率时的抽样信号及频谱（混叠）
图 5-2 抽样过程中出现的两种情况
4、点频抽样还原实验采用分立方式，对2kHz正弦波进行抽样和还原，首先2kHz的
方波经过截止频率为2.56kHz低通滤波器得到2kHz的正弦波，然后用可调窄脉冲对正弦
波进行抽样得到抽样信号，抽样信号经低通滤波器后还原出正弦波。
取值离散的数字信号后在信道中进行传输。而脉冲编码调制就是对模拟信号先进行抽样 后，再对样值的幅度进行量化、编码的过程。话音信号先经过防混叠低通滤波器，得到 限带信号（300Hz～3400Hz），进行脉冲抽样，变成 8kHz 重复频率的抽样信号（即离散 的脉冲调幅 PAM 信号），然后将幅度连续的 PAM 信号用“四舍五入”办法量化为有限个 幅度取值的信号，再经编码，转换成二进制码。对于电话，CCITT（国际电话与电报顾 问委员会 International Telephone and Telegraph Consultative Committee）规定 抽样率为 8kHz，每抽样值编 8 位码，即共有 28=256 个量化值，因而每话路 PCM 编码后 的标准数码率是 64kb/s。

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实验实例
朗威®数字化信息系统实验室
Llongwill Digital Information System Laboratory
V5.0 实验实例
第二次修订版
上海市中小学数字化实验系统研发中心 山东省远大网络多媒体有限责任公司 2005 年 11 月
上海市中小学数字化实验系统研发中心 山东省远大网络多媒体有限责任公司
2
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实验实例
43、水在加热过程中的温度曲线…………………….…………………………………………P50 44、液体蒸发使温度下降………………………………………………………………………P50 45、摩擦做功使温度升高………………………………………………………………………P51 46、气体压缩温度升高…………………………………………………………………………P52 47、红外线热效应………………………………………………………………………………P52 48、热辐射研究…………………………………………………………………………………P53 49、热传导………………………………………………………………………………………P55 50、水的冷却规律………………………………………………………………………………P56 51、热胀冷缩……………………………………………………………………………………P57 52、固体熔化时温度的变化规律………………………………………………………………P57 53、沸点与压强的关系…………………………………………………………………………P58 54、液体内部压强………………………………………………………………………………P59 55、阿基米德定律………………………………………………………………………………P60 56、玻意耳定律…………………………………………………………………………………P61 57、查理定律……………………………………………………………………………………P62 58、串联电路中电流的规律……………………………………………………………………P63 59、并联电路中电流的规律……………………………………………………………………P64 60、串联电路中电压的规律……………………………………………………………………P64 61、电流的热效应与电阻的关系………………………………………………………………P65 62、电容充放电与串并联………………………………………………………………………P66 63、欧姆定律……………………………………………………………………………………P67 64、导体的伏安特性……………………………………………………………………………P69 65、伏安法测金属丝的电阻率…………………………………………………………………P70 66、伏安法测电池的电动势和内阻……………………………………………………………P70 67、补偿法测量电池电动势……………………………………………………………………P71 68、研究电源的输出功率与电源效率…………………………………………………………P72 69、描绘小灯泡的伏安特性曲线………………………………………………………………P73 70、小电机的伏安特性曲线……………………………………………………………………P75 71、分压与限流电路……………………………………………………………………………P76 72、恒压源 恒流源……………………………………………………………………………P77 73、伏安法测电阻……………………………………………………….……………………...P78 74、复杂电路分析（一、二）………………………………………….………………………P79 75、用磁传感器研究地球磁场…………………………………………………………………P80 76、通电螺线管的磁感强度测量………………………………………………………………P81 77、匀强磁场研究………………………………………………………………………………P82 78、通电螺线管的磁感强度与电流的关系……………………………………………………P83 79、直线电流的磁场……………………………………………………………………………P84 80、安培力测量…………………………………………………………………………………P85 81、用单匝线圈研究电磁感应现象……………………………………………………………P86 82、楞次定律……………………………………………………………………………………P87 83、法拉第电磁感应定律………………………………………………………………………P87 84、电磁阻尼……………………………………………………………………………………P88 85、微弱磁通量变化时的感生电流……………………………………………………………P89 86、用磁传感器测量转速………………………………………………………………………P90 87、自感现象……………………………………………………………………………………P91

福建xx大学xx学院信息工程类实验报告课程名称：信号与系统姓名：XXX系：电子信息工程专业：电子信息工程年级：XXX级学号：XXX指导教师：XXX职称：讲师XXX年12 月17日实验项目列表XXX 信息工程类实验报告系： 电子信息工程 专业： 电子信息工程 年级： 07级 姓名： XXX 学号： XXX 实验课程： 信号与系统实验室号：_信号与系统实验室 实验设备号： 01 实验时间： 11.19 指导教师签字： 成绩：实验一 函数信号发生器1、 实验目的1）了解单片多功能集成电路函数信号发生器的功能及特点。

2）熟悉信号与系统实验箱信号产生和测试的方法。

2、 实验仪器1）信号与系统实验箱一台。

2）20MHz 双踪示波器一台。

3、 实验原理ICL8038是单片机集成函数信号发生器，其内部框图如图1.1所示。

它由恒流源1I 和2I 、电压比较器A 和B 、触发器、缓冲器和三角波变正弦波电路等组-V EE图1.1 ICL8038原理方框图外接电容C 由两个恒流源充电和放电，电压比较器A 、B 的阀值分别为电源电压(指EE cc U U +)的2/3和1/3。

恒流源1I 和2I 的大小可通过外接电阻调节，但必须12I I >。

当触发器的输出为低电平时，恒流源2I 断开，恒流源1I 给C 充电，它的两端电压UC 随时间线性上升，当UC 达到电源电压的2/3时，电压比较器A 的输出电压发生跳变，使触发器输出由低电平变为高电平，恒流源C 接通，由于12I I >(设122I I =)，恒流源2I 将电流21I 加到C 上反充电，相当于C 由一个净电流I 放电，C 两端的电压UC 又转为直线下降。

当它下降到电源电压的1/3时，电压比较器B 的输出电压发生跳变，使触发器的输出由高电平跳变为原来的低电平，恒流源2I 断开，1I 再给C 充电，…如此周而复始，产生振荡。

若调整电路，使122I I =，则触发器输出为方波，经反相缓冲器由管脚⑨输出方波信号。

南京邮电大学实验报告实验名称：失散时间信号与系统的时、频域表示失散傅立叶变换和z 变换数字滤波器的频域剖析和实现数字滤波器的设计课程名称数字信号办理A( 双语 )班级学号B13011025姓名陈志豪开课时间2015/2016 学年，第 1 学期实验名称：失散时间信号与系统的时、频域表示实验目的和任务：熟习 Matlab 基本命令，理解和掌握失散时间信号与系统的时、频域表示及简单应用。

在 Matlab 环境中，依据要求产生序列，对序列进行基本运算；对简单失散时间系统进行仿真，计算线性时不变（ LTI）系统的冲激响应和卷积输出；计算和察看序列的失散时间傅立叶变换（ DTFT ）幅度谱和相位谱。

实验内容：基本序列产生和运算：Q1.1～ 1.3， Q1.23， Q1.30～ 1.33失散时间系统仿真： Q2.1～ 2.3LTI 系统： Q2.19， Q2.21， Q2.28DTFT ：Q3.1， Q3.2， Q3.4实验过程与结果剖析：u[n] 并显示它。

Q1.1 运转程序P1.1 ，以产生单位样本序列clf;n = -10:20;u = [zeros(1,10) 1 zeros(1,20)];stem(n,u);xlabel( 'Time index n');ylabel( 'Amplitude');title('Unit Sample Sequence');axis([-10 20 0 1.2]);Q1.2命令clf，axis，title，xlabel和ylabel命令的作用是什么？答： clf 命令的作用：消除图形窗口上的图形；axis命令的作用：设置坐标轴的范围和显示方式；title 命令的作用：给目前图片命名；xlabel 命令的作用：增添x 坐标标明；ylabel c 命令的作用：增添y 坐标标明；Q1.3 改正程序P1.1 ，以产生带有延时11 个样本的延缓单位样本序列ud[n] 。

悬 液 ，按 照 己 建 立 的 实 验 方 法 检 测 甲 磺 酸 乙 酯 的 遗 传 毒 性 。结 果 第 1层 使 用 0.75%的 琼 脂 糖 溶 液 铺 片 合 适 ，使 用 终 浓 度 为
0.68%的 低 熔 点 琼 脂 糖 和 单 细 胞 混 悬 液 铺 第 2 层 琼 脂 糖 凝 胶 时 ，铺 片 合 适 ， 分 别 选 择 解 旋 20 min和 电 泳 20 min作 为 解 旋 时
层 琼 脂 糖 凝 胶 提 前 1天 铺 ，选 用 3 种 不 同 浓 度 （1.00%、0.75%、0 .5 0 % )的 正 常 熔 点 琼 脂 糖 ，选 用 3 种 不 同 终 浓 度 （0.91% 、
0.68%、0 .4 5 % )的 低 熔 点 琼 脂 糖 和 单 细 胞 混 悬 液 铺 第 2 层 ，第 3 层 低 熔 点 琼 脂 糖 浓 度 与 第 2 层 相 同 。玻 片 裂 解 过 夜 后 ， 4 °C
下 分 别 避 光 解 旋 4 种 不 同 时 间 （20、30、40、 60 m i n ) , 在 2〜 10 °C新 鲜 电 泳 液 （p H > 1 3 ) 中 以 有 效 电 压 0.7 V/cm分别电 泳
3 种 不 同 时 间 （20、30、 40 m i n ) , 中 和 并 用 无 水 乙 醇 脱 水 后 干 燥 保 存 。 染 色 后 在 荧 光 显 微 镜 下 拍 照 并 保 存 ，用 CASP软件
Abstract: Objective The agarose concentration, unwinding time and electrophoresis time of the main influencing factors of the alkaline comet assay in vivo were discussed, and the alkaline comet assay method in rats was established, and the common positive control ethyl methanesulfonate (EMS) was used for verification experiment. M e t h o d s Hepatocytes were derived from healthy male SD rats, and three-layer single-cell gel slides were prepared. First layer of agarose gel was laid one day in advance, and three different concentrations of nomal melting point agarose (1.00%, 0.75%, and 0.5%) were used. Three different final concentrations of low melting point agarose and single cell suspension (0.91%, 0.68%, and 0.45%) were used as the second layer,and the third layer of low melting point agarose has the same concentration as the second layer. After the slides were lysed overnight,they were incubated in alkaline (pH > 13) electrophoresis buffer at 4 °C for four different time (20, 30, 40, 60 min), and then electrophoresed at an effective voltage of 0.7 V/cm for three different time (20, 30, and 40 min) at 2 〜 10 0C. After the electrophoresis was completed,the slides were dehydrated with abslute ethanol and then dried and stored. After staining with fluorescent dyes,taked pictures and saved them under a fluorescence microscope,analyzed with CASP, and measured the degree of DNA damage of the cells by the percentage of DNA in the cell tail. Ten healthy male SD rats were randomly divided into vehicle control group and positive control group. They were given physiological saline and EMS (200 mg/kg) respectively, and were administered by gavage twice at an interval of 21 hours. The liver tissues were collected three hours after the last administration and prepare a single cell suspension to detect the*

一、实验目的1. 理解经典信号的基本概念和特点。

2. 掌握经典信号的测试方法。

3. 分析经典信号在电路中的应用。

二、实验原理经典信号是指在时间域和频率域具有确定性的信号，包括周期信号和非周期信号。

周期信号具有重复性的波形，如正弦波、余弦波、方波、三角波等；非周期信号则不具有重复性，如指数信号、矩形脉冲信号等。

经典信号的测试方法主要包括时域测试和频域测试。

时域测试主要利用示波器等仪器观察信号的波形，分析信号的幅值、周期、相位等参数；频域测试则利用频谱分析仪等仪器分析信号的频谱，了解信号的频率成分和幅度。

三、实验仪器1. 示波器2. 频谱分析仪3. 函数信号发生器4. 信号源5. 信号发生器6. 电阻、电容、电感等元器件四、实验步骤1. 测试正弦波信号（1）利用函数信号发生器产生正弦波信号，设置频率为1kHz，幅值为1V。

（2）将正弦波信号输入示波器，观察波形，记录幅值、周期、相位等参数。

（3）将正弦波信号输入频谱分析仪，观察频谱，分析频率成分和幅度。

2. 测试方波信号（1）利用函数信号发生器产生方波信号，设置频率为1kHz，幅值为1V。

（2）将方波信号输入示波器，观察波形，记录幅值、周期、相位等参数。

（3）将方波信号输入频谱分析仪，观察频谱，分析频率成分和幅度。

3. 测试三角波信号（1）利用函数信号发生器产生三角波信号，设置频率为1kHz，幅值为1V。

（2）将三角波信号输入示波器，观察波形，记录幅值、周期、相位等参数。

（3）将三角波信号输入频谱分析仪，观察频谱，分析频率成分和幅度。

4. 测试指数信号（1）利用信号源产生指数信号，设置频率为1kHz，幅值为1V。

（2）将指数信号输入示波器，观察波形，记录幅值、周期、相位等参数。

（3）将指数信号输入频谱分析仪，观察频谱，分析频率成分和幅度。

五、实验结果与分析1. 正弦波信号通过实验，我们得到正弦波信号的幅值为1V，周期为1ms，相位为0°。

在频谱分析仪上观察到，正弦波信号只有一个频率成分，即1kHz，幅度为1V。

7实验五 带通滤波器（有源、无源）一、实验目的1、熟悉带通滤波器构成及其特性。

2、学会测量带通滤波器幅频特性的方法。

二、实验原理说明滤波器是一种能使有用频率信号通过而同时抑制（或大为衰减）无用频率信号的电子装置。

工程上常用它作信号处理、数据传送和抑制干扰等。

这里主要是讨论模拟滤波器。

以往这种滤波电路主要采用无源元件R 、L 和C 组成，60年代以来，集成运放获得了迅速发展，由它和R 、C 组成的有源滤波电路，具有不用电感、体积小、重量轻等优点。

此外，由于集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高，输出阻抗又低，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。

但是，集成运放的带宽有限，所以目前有源滤波电路的工作频率难以做得很高，这是它的不足之处。

2.1基本概念及初步定义滤波电路的一般结构如2—1所示。

图中的V i (t)表示输入信号，V 0（t ）为输出信号。

假设滤波器是一个线形时不变网络，则在复频域内其传递函数（系统函数）为A （s ）＝)()(0s V s V i式中A （s ）是滤波电路的电压传递函数，一般为复数。

对于频率来说（s=j ω）则有A （j ω）＝│A （j ω）│ej φ(ω)(2-1)这里│A （j ω）│为传递函数的模，φ(ω)为其相位角。

此外，在滤波电路中关心的另一个量是时延τ（ω），它定义为τ（ω）＝- (2-2)通常用幅频响应来表征一个滤波电路的特性，欲使信号通过滤波器的失真很小，则相位和时延响应亦需考虑。

当相位响应φ(ω)作线性变化，即时延响应τ（ω）为常数时，输出信号才可能避免失真。

2.2滤波电路的分类对于幅频响应，通常把能够通过的信号频率范围定义为通带，而把受阻或衰减的信号频率范围称为阻带，通带和阻带的界限频率叫做截止频率。

理想滤波电路在通带内应具有零衰减的幅频响应和线性的相位响应，而在阻带内应具有无限大的幅度衰减（│A （j ω）│＝０）。

通常通带和阻带的相互位置不同，滤波电路通常可分为以V i 图2-1 滤波电路的一般结构 )()(s d d ωωϕ实验二滤波器（有源、无源）下几类：低通滤波电路其幅频响应如图3-2a所示，图中A０表示低频增益│A│增益的幅值。

大连理工大学实验报告学院（系）：专业：班级：姓名：学号：组：___实验时间：实验室：实验台：指导教师署名：成绩：实验三滤波器设计一、实验结果与剖析IIR部分：1.用buttord和butter函数，直接设计一个巴特沃兹高通滤波器，要求通带截止频次为0.6，通带内衰减不大于1dB，阻带开端频次为0.4，阻带内衰减不小于15dB，察看其频谱响应的特色：clc,clearwp=0.6*pi/pi;ws=0.4*pi/pi;ap=1,as=15;[N,wn]=buttord(wp,ws,ap,as);[bz,az]= butter(N,wn,'high');[H,W]=freqz(bz,az);plot(W,20*log10(abs(H)));grid on;xlabel('频次/弧度') ;ylabel('对数幅频响应/dB') ;axis([0.2*pi pi -40 1]);-5-10-15Bd/应响-20频幅数-25对-30-35-4011.522.53频次/弧度2.给定带通滤波器的技术指标：通带上下截止频次为0.4,0.3，通带内衰减不大于3dB，阻带上下开端频次为0.5,0.2，阻带内衰减不小于18dB。

用buttord和butter函数，对比巴特沃兹和切比雪夫的成效：clc,clearwp=[0.3*pi/pi,0.4*pi/pi];ws=[0.2*pi/pi,0.5*pi/pi];ap=3,as=18;[N,wn]=buttord(wp,ws,ap,as);[bz,az]= butter(N,wn);[H,W]=freqz(bz,az);plot(W,20*log10(abs(H)));grid on;xlabel('频次/弧度') ;ylabel('对数幅频响应/dB') ;axis([0 pi -60 1]);-10Bd/应-20响频幅数-30对-40-50-6000.511.522.53频次/弧度3.用双线性变换法的模拟滤波器原型设计一个巴特沃兹低通滤波器，给定技术指标是f Hz f 300Hz p 3dB 20100s dB p st ，抽样频次为F 1000Hzs：clc,clear; Rp=3; Rs=20;wp=0.2*pi; ws=0.3*pi;Fs=1000;wap=2*Fs*tan(wp/2);was=2*Fs*tan(ws/2);[N,Wn]=buttord(wap,was,Rp,Rs,'s');[Z,P,K]=buttap(N);[Bap,Aap]=zp2tf(Z,P,K);[b,a]=lp2lp(Bap,Aap,Wn);[bz,az]=bilinear(b,a,Fs);%绘制频次响应曲线[H,W]=freqz(bz,az);plot(W,20*log10(abs(H)));grid on;xlabel('频次/弧度')ylabel('对数幅频响应/dB')axis([0 0.5*pi -50 1])-5-10-15-20Bd/应响-25频幅数-30对-35-40-45-5000.511.5频次/弧度4.用双线性变换法的模拟滤波器原型和直接设计法（buttord以及butter）两种方法，设计一个数字系统的抽样频次Fs=2000Hz，试设计一个为此系统使用的带通数字滤波器。

实验五谱分析一，试验目的：1 研究不同类型的窗函数，研究一些不同的方法来测试窗的性能；2 专注于有关窄带信号的几个不同的情形。

二，实验原理信号是无限长的，而在进行信号处理时只能采用有限长信号，所以需要将窄带信号“截断”。

在信号处理中，“截断”被看成是用一个有限长的“窗口”看无限长的信倍号，或者从分析的角度是无限长的信号x(t)乘以有限长的窗函数w(t),由傅立叶变换性质可知：x(t)w(t)==1/2πX(jw)W(jw)如果x(t)是频带有限信号，而w(t)是频带无限函数，截断后的信号也必是频带无限信号，从而产生所谓的频谱泄露。

频谱泄露是不可避免的，但是尽量减小，因此设计了不同的窗函数满足不同的要求。

从能量的角度，频谱泄露也是能量泄露，因为加窗后，是原来的信号集中在宅频带内的能量分散到无限的频带范围。

三，实验内容1．用MATLAB编程绘制各种窗函数的形状（1）矩形窗程序N=20;w=boxcar(N);nn=0:N-1;plot(nn,w)（2）汉宁窗程序N=20;w=hanning(N);nn=0:N-1;plot(nn,w)（3）汉明窗程序N=20;w=hamming(N);nn=0:N-1;plot(nn,w)（4）巴特利特窗程序N=20;w=bartlett(N);nn=0:N-1;plot(nn,w)（5）布莱克曼窗程序N=20;w=blackman(N);nn=0:N-1;plot(nn,w)（6）Triang窗程序N=20;w=triang(N); nn=0:N-1;plot(nn,w)（7）Kaiser窗程序N=20;w=kaiser(N,10); nn=0:N-1;plot(nn,w)（8）切比雪夫窗程序N=20;w=chebwin(N,30);nn=0:N-1;plot(nn,w)2，用MATLAB编程绘制各种窗函数的形状及其幅度响应。

(1)矩形窗N=20;w=boxcar(N);[H,W]=dtft(w,512);subplot(111),plot(W/2/pi,20*log(abs(H)));grid,title('MAGNITUDE RESPONSE')xlabel('NORMALIZED FREQUENCY'),ylabel('|H(w)|/dB')（2）汉宁窗N=20;w=hanning(N);[H,W]=dtft(w,512);subplot(111),plot(W/2/pi,20*log(abs(H)));grid,title('MAGNITUDE RESPONSE')xlabel('NORMALIZED FREQUENCY'),ylabel('|H(w)|/dB')（3）汉明窗N=20;w=hamming(N);[H,W]=dtft(w,512);subplot(111),plot(W/2/pi,20*log(abs(H)));grid,title('MAGNITUDE RESPONSE')xlabel('NORMALIZED FREQUENCY'),ylabel('|H(w)|/dB')（4）巴特利特窗N=20;w=bartlett(N);[H,W]=dtft(w,512);subplot(111),plot(W/2/pi,20*log(abs(H)));grid,title('MAGNITUDE RESPONSE')xlabel('NORMALIZED FREQUENCY'),ylabel('|H(w)|/dB')（5）布莱克曼窗N=20;w=blackman(N);[H,W]=dtft(w,512);subplot(111),plot(W/2/pi,20*log(abs(H)));grid,title('MAGNITUDE RESPONSE')xlabel('NORMALIZED FREQUENCY'),ylabel('|H(w)|/dB')（6）Triang窗N=20;w=triang(N);[H,W]=dtft(w,512);subplot(111),plot(W/2/pi,20*log(abs(H)));grid,title('MAGNITUDE RESPONSE')xlabel('NORMALIZED FREQUENCY'),ylabel('|H(w)|/dB')（7）Kaiser窗N=20;w=kaiser(N,10);[H,W]=dtft(w,512);subplot(111),plot(W/2/pi,20*log(abs(H)));grid,title('MAGNITUDE RESPONSE')xlabel('NORMALIZED FREQUENCY'),ylabel('|H(w)|/dB')（8）切比雪夫窗N=20;w=chebwin(N,30);[H,W]=dtft(w,512);subplot(111),plot(W/2/pi,20*log(abs(H)));grid,title('MAGNITUDE RESPONSE')xlabel('NORMALIZED FREQUENCY'),ylabel('|H(w)|/dB')3，绘制矩形窗的幅频响应，窗长度分别为：N=10，N=20，N=50，N=100。

无源滤波器实验报告总结研究背景无源滤波器在信号处理领域具有重要的作用。

它是一种不使用能量源的滤波器，可以对信号进行滤波和频率选择，并且具有简单、方便、高可靠性等特点。

因此，研究无源滤波器的性能和设计方法对于电子工程技术的进一步发展具有重要意义。

实验目的本实验通过搭建无源滤波器电路，探究无源滤波器的工作原理、性能特点和设计方法，并通过实际测量和分析来验证相应理论。

实验设备和材料•函数发生器•滤波器电路实验箱•负载电阻和电容•示波器•万用表实验步骤1.搭建低通滤波器电路2.输入不同频率的正弦信号3.调节函数发生器频率，并记录输出电压幅值和相位差4.测量滤波器的截止频率和衰减特性5.计算滤波器的增益和相位响应实验结果与分析搭建低通滤波器电路根据实验箱的电路图，我们按照图中的连接方式搭建了一个低通RC滤波器电路。

电路图如下：// 此处省略电路图的ASCII码表示，仅为演示R ----+-----+------ Output| |C R| |GND |VInput测量截止频率与衰减特性通过调节函数发生器的频率，并记录输入信号的幅值和输出信号的幅值，我们可以绘制出滤波器的频率响应曲线。

根据实验结果，我们计算出滤波器的截止频率为10kHz，衰减特性为-20dB/dec。

计算增益与相位响应根据输入信号与输出信号的幅值和相位差，我们可以计算出滤波器在不同频率下的增益和相位响应。

例如，当输入信号频率为1kHz时，滤波器的增益为0.707（即-3dB），相位差为45°。

结果讨论从实验结果可以看出，无源滤波器能够对输入信号进行滤波和频率选择，且其性能特点与理论预期一致。

通过测量和分析，我们验证了滤波器的截止频率、衰减特性、增益和相位响应，为进一步研究和应用无源滤波器提供了基础。

结论通过本次实验，我们深入了解了无源滤波器的工作原理、性能特点和设计方法。

实验结果验证了滤波器的截止频率、衰减特性、增益和相位响应。

无源滤波器作为一种简单、方便、高可靠性的滤波器，具有广泛的应用前景，可以在电子工程技术中发挥重要作用。

1、实验内容或题目图书管理系统2、实验目的与要求需求工程团队以经过评审的前景和范围文档为依据安排计划，展开需求获取活动。

利用需求获取方法，通过多次结合获取与分析的迭代过程，获取用户需求。

完成用例文档（用户需求文档）。

3、实验结果结果文档：需求获取安排计划书；用例文档（用户需求文档）；使用的面谈报告和原型物件。

3.1 需求获取安排计划a) 前言1)小组信息系统：人事管理系统小组组长：俞佳星小组成员：李琼、张诗婕、王淋2)目的这一任务已在上一阶段—需求启动阶段完成，通过与客户的第一次面谈，得到了客户的五个业务需求，并分别提出了针对这五个问题的解决方案以及系统特性。

这一阶段完成了项目前景也范围文档以及问题分析过程文档的编写。

3)参考文献《需求工程-----软件建模与分析》项目前景和范围文档问题分析过程文档1b) 前期相关准备1)概要本系统的宗旨是提高人事管理工作的效率，减少相关人员的工作量，使企业的人事管理工作真正做到科学、合理的规划，系统、高效的实施。

2)收集背景资料立足于企业实际，着眼于未来发展，建成符合标准化协议、通用性较强、实用的系统，以提高企业人事管理的现代化管理水平，实现信息资源的共享。

人事管理系统是一种基于集中统一规划的数据库数据管理新模式。

在对人事调动、职位变更、工资管理，其实是对员工数据的管理。

本系统的建成无疑会对人事管理提供极大的帮助。

3)定义项目前景和范围人事管理是每个企业都必须切实面对的工作，但一直以来人们使用传统的人工方式管理企业的员工。

这种方式存在着许多缺点，如效率低、保密性差且较为繁琐。

另外，随着公司规模的增加、员工的增长，其工作量也将大大增加，这必将增加人事管理工作的工作量和劳动强度，这将给公司的人事变动、职位升迁、工资管理等都带来了很多困难。

c) 需求获取1)概要实现以下功能登陆系统：注销用户、系统退出管理：员工管理、工资管理、职位变动查询：员工查询、工资查询2)涉众分析与硬数据采样涉众为：中、小型企业经过对甲方的调查，并多次与甲方负责人进行研讨之后，我们会加深了对人事管理系统业务的了解，与此同时，讲整个人事管理系统的业务流程抽象描述如下：发生人事变更之后，找到该员工的信息，对其修改。

成绩北京航空航天大学自动控制原理实验报告学院班级学号学生姓名实验日期实验五 采样系统研究一、 实验目的1.了解信号的采样与恢复的原理及其过程，并验证香农定理。

2.掌握采样系统的瞬态响应与极点分布的对应关系。

3.掌握最少拍采样系统的设计步骤。

二、实验原理1.采样：把连续信号转换成离散信号的过程。

2.香农定理：如果选择的采样角频率s ω，满足条件max 2ωω≥s （max ω 为连续信号频谱的上限频率），即在一个周期内采样两次以上，那么经采样所获得的脉冲序列包含了连续信号的全部信息，可以通过理想的低通滤波器无失真地恢复成原连续信号。

3.信号的复现：把采样信号转换成连续信号的过程。

零阶保持器是将采样信号转换成连续信号的元件，是一个低通滤波器；其功能是把每个采样瞬间的采样值保持到下一个采样瞬间，从而使采样信号变成阶梯信号。

其传递函数为s e Ts--1。

4.采样系统的极点分布对瞬态响应的影响：Z 平面内的极点分布在单位圆的不同位置，其对应的瞬态分量是不同的。

5.最小拍无差系统：通常称一个采样周期为一拍，系统过渡过程结束的快慢常采用采样周期来表示，若系统能在最少的采样周期内达到对输入的完全跟踪，则称为最少拍误差系统。

对最小拍系统时间响应的要求是：对于某种典型输入，在各采样时刻上无稳态误差；瞬态响应最快，即过渡过程尽量早结束，其调整时间为有限个采样周期。

从上面的准则出发，确定一个数字控制器，使其满足最小拍无差系统。

三、实验内容1.通过改变采频率T =0.01s 、0.2s 、0.3s 、0.4s 、0.5s ，观察在阶跃信号作用下的过渡过程。

被控对象模拟电路图和系统结构分别如图5-2、图5-3 所示。

图 5.2中，1)(/)()(==z E z U z D ，系统被控对象脉冲传递函数为：TT Ts e z e s s e Z z U z Y z G -----=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-==)1(4141)()()( 系统开环脉冲传递函数为：TT w e z e Z G z D z G ----==)1(4)()()(系统闭环脉冲传递函数为：)(1)()(z G z G z w w +=Φ在Z 平面内讨论，当采样周期T 变化时对系统稳定性的影响。

滤波器实验报告第一点：滤波器实验原理与类型滤波器作为信号处理的核心工具，其基础在于对信号的选择性处理。

实验中，我们首先通过研究不同类型的滤波器来深入理解其工作原理和特性。

1.1 理想滤波器：理想的滤波器具有无限的带宽和完美的截止特性，其实际上是不存在的，但它是设计其他类型滤波器的基础。

理想的低通滤波器（Low Pass Filter, LPF）允许低于特定频率的信号通过，而高于该频率的信号则被完全抑制。

对应的，高通滤波器（High Pass Filter, HPF）则允许高于特定频率的信号通过，而低于该频率的信号则被抑制。

理想带通滤波器（Band Pass Filter, BPF）和带阻滤波器（Band Stop Filter, BSF）则更加复杂，分别允许一定频率范围的信号通过和阻止一定频率范围的信号。

1.2 实际滤波器：实际应用中的滤波器都会受到物理限制，如元件的电阻、电容、电感等，导致实际滤波器的特性与理想滤波器有所不同。

常用的实际滤波器包括有源滤波器和无源滤波器。

有源滤波器包含有放大元件，可以对信号的幅度进行调整；无源滤波器则不包含放大元件，主要通过电路元件的阻抗变换来实现滤波功能。

1.3 滤波器设计方法：在实验中，我们探讨了不同的滤波器设计方法，包括巴特沃斯设计、切比雪夫设计、椭圆设计等。

每种设计方法都有其独特的频率响应特性，适用于不同的应用场景。

第二点：滤波器实验设计与实现实验的核心在于设计和实现一个滤波器，以达到特定的滤波效果。

这一部分我们将详细讨论实验中涉及的设计步骤和实现方法。

2.1 滤波器参数确定：首先，根据实验需求确定滤波器的参数，包括截止频率、滤波器的阶数、类型（低通、高通、带通、带阻等）。

这些参数将直接影响滤波器的性能。

2.2 滤波器设计：在确定了滤波器参数后，我们使用专业的滤波器设计软件，如MATLAB，来设计滤波器的传递函数。

设计过程中，我们可以根据需要选择不同的滤波器设计方法，以达到最佳的滤波效果。

有源无源滤波器实验报告一、实验目的。

本实验旨在通过对有源和无源滤波器的实验，加深对滤波器工作原理的理解，掌握滤波器的设计和调试方法，以及了解滤波器在电子电路中的应用。

二、实验原理。

滤波器是一种能够选择性地通过或者抑制特定频率成分的电路。

有源滤波器是利用放大器的放大作用来实现滤波功能的电路，常见的有源滤波器有RC积分器、RC微分器、多谐振荡器等。

无源滤波器则是不利用放大器的放大作用，主要由电阻、电容、电感等被动元件组成，常见的无源滤波器有RC低通滤波器、LC高通滤波器等。

三、实验内容。

1. 搭建有源RC积分器电路，输入正弦波信号，观察输出波形，并记录实验数据。

2. 搭建无源RC低通滤波器电路，输入方波信号，观察输出波形，并记录实验数据。

3. 对比有源和无源滤波器的频率特性曲线，分析其差异和应用场景。

四、实验步骤。

1. 按照电路图搭建有源RC积分器电路，连接信号发生器和示波器。

2. 调节信号发生器输出正弦波信号，观察并记录输出波形。

3. 按照电路图搭建无源RC低通滤波器电路，连接信号发生器和示波器。

4. 调节信号发生器输出方波信号，观察并记录输出波形。

5. 对比有源和无源滤波器的频率特性曲线，分析实验数据。

五、实验数据。

1. 有源RC积分器电路输出正弦波频率响应曲线如图1所示。

2. 无源RC低通滤波器电路输出方波频率响应曲线如图2所示。

六、实验分析。

通过对比实验数据，我们可以看出有源和无源滤波器在频率响应上的不同。

有源滤波器由于利用了放大器的放大作用，具有较好的频率响应特性，适用于需要较高品质因数的场合；而无源滤波器则相对简单，成本低廉，适用于一些简单的滤波需求。

七、实验总结。

本实验通过对有源和无源滤波器的实验，加深了对滤波器工作原理的理解，掌握了滤波器的设计和调试方法，以及了解了滤波器在电子电路中的应用。

同时也对有源和无源滤波器的特点和应用场景有了更深入的了解。

八、参考文献。

[1] 《电子电路》刘宝华，高等教育出版社。

集总参数滤波器的原理与设计一、实验目的1．了解低通、带通与高通滤波器之工作原理；2．了解低通、带通与高通滤波器之电路架构；3．实际设计制作低通、带通与高通滤波器。

二、实验原理顾名思义滤波器的用途就是用以过滤信号，选择部分信号予以通过；至于信号的通过与否取决于信号的频率，故滤波器依其信号筛检的方式，可分为低通滤波器( Low-pass Filter, LPF )、高通滤波器( High-pass Filter, HPF )、带通滤波器( BandpassFilter, BPF )，与带阻滤波器( Band-reject Filter, BRF ) 等四种型式，本章将介绍滤波器的重要规格及低通、带通与高通滤波器的原理，并分别设计出低通、带通与高通滤波器。

图13-1为低通、高通、带通和带阻滤波器之理想振幅频率响应曲线，但由于所选用之组件及特性不尽相同，故设计所得之实际滤波电路的特性与理想值会有相当大的差距，而两者的差异必须用适当的特性参数来规范，同时用来作为设计滤波电路的依据。

图13-2 所示为一个带通滤波器之实际振幅的频率响应，用以说明相关的特性参数。

图13-1 理想滤波器的频率响应图13-2 带通滤波器振幅频率响应（一）低通滤波器之工作原理一个可以让DC 至ωc 之信号频率通过而抑止高于ωc 之信号频率的电路，其所呈现出之特性就如同一个低通滤波器一样，如图13-1(a)所示。

我们知道当频率极低时，电感就像零阻抗组件，而电容则像阻抗无限大的开路；相反地，当频率极高时，电感就像阻抗无限大的开路，电容则是零阻抗组件。

所以最简单的低通滤波器如图 13-3(a) 所示，高频讯号因电感的高阻抗而被反射，即使有部分的讯号通过电感，也会被电容导往接地区 ( Ground )。

而其转移函数(Transfer Function)可表示为：图13-3 低通滤波器2222211111(/)1o c i c c V SCV S LC S S SL SC ωωω====++++ 其中c LC ω同理可知，图13-3(b)亦是低通滤波器。