(整理)实验二1实验二模拟滤波器频率特性测试.

目录实验一整流、滤波、稳压电路 (1)实验二单级交流放大器（一） (5)实验三单级交流放大器（二） (7)实验四两级阻容耦合放大电路 (9)实验五负反馈放大电路 (11)实验六射极输出器的测试 (14)实验七 OCL功率放大电路 (16)实验八差动放大器 (18)实验九运算放大器的基本运算电路（一） (20)实验十集成运算放大器的基本运算电路（二） (22)实验十一比较器、方波—三角波发生器 (24)实验十二集成555电路的应用实验 (26)实验十三 RC正弦波振荡器 (30)实验十四集成功率放大器 (32)实验十五函数信号发生器（综合性实验） (34)实验十六积分与微分电路（设计性实验） (36)实验十七有源滤波器（设计性实验） (38)实验十八电压/频率转换电路（设计性实验） (40)实验十九电流/电压转换电路（设计性实验） (41)实验一整流、滤波、稳压电路一、实验目的1、比较半波整流与桥式整流的特点。

2、了解稳压电路的组成和稳压作用。

3、熟悉集成三端可调稳压器的使用。

二、实验设备1、实验箱（台）2、示波器3、数字万用表三、预习要求1、二极管半波整流和全波整流的工作原理及整流输出波形。

2、整流电路分别接电容、稳压管及稳压电路时的工作原理及输出波形。

3、熟悉三端集成稳压器的工作原理。

四、实验内容与步骤首先校准示波器。

1、半波整流与桥式整流：●分别按图1-1和图1-2接线。

●在输入端接入交流14V电压，调节使I O=50mA时,用数字万用表测出V O，同时用示波器的DC档观察输出波形记入表1-1中。

图1-1图1-2Vi(V) V O(V) I O (A) V O波形半波桥式2、加电容滤波：上述实验电路不动，在桥式整流后面加电容滤波，如图1-3接线，比较并测量接C 与不接C两种情况下的输出电压V O及输出电流I O，并用示波器DC档观测输出波形，记入表1-2中。

图1-33上述电路不动，在电容后面加稳压二极管电路(510Ω、VDz)，按图1-4接线。

实验三IIR数字滤波器设计实验报告一、实验目的：1.通过仿真冲激响应不变法和双线性变换法2.掌握滤波器性能分析的基本方法二、实验要求：1.设计带通IIR滤波器2.按照冲激响应不变法设计滤波器系数3. 按照双线性变换法设计滤波器系数4. 分析幅频特性和相频特性5. 生成一定信噪比的带噪信号，并对其滤波，对比滤波前后波形和频谱三、基本原理：㈠IIR模拟滤波器与数字滤波器IIR数字滤波器的设计以模拟滤波器设计为基础，常用的类型分为巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）Ⅰ型、切比雪夫Ⅱ型、贝塞尔（Bessel）、椭圆等多种。

在MATLAB信号处理工具箱里，提供了这些类型的IIR数字滤波器设计子函数。

（二）性能指标1.假设带通滤波器要求为保留6000hz~~7000hz频段，滤除小于2000hz和大宇9000hz频段2.通带衰减设为3Db,阻带衰减设为30dB，双线性变换法中T取1s.四、实验步骤：1.初始化指标参数2.计算模拟滤波器参数并调用巴特沃斯函数产生模拟滤波器3.利用冲激响应不变法和双线性变换法求数字IIR滤波器的系统函数Hd (z)4.分别画出两种方法的幅频特性和相频特性曲线5.生成一定信噪比的带噪信号6.画出带噪信号的时域图和频谱图6.对带噪信号进行滤波，并画出滤波前后波形图和频谱图五、实验结果模拟滤波器的幅频特性和相频特性：101010101Frequency (rad/s)P h a s e (d e g r e e s )1010101011010-5100Frequency (rad/s)M a g n i t u d e在本实验中，采用的带通滤波器为6000-7000Hz ，换算成角频率为4.47-0.55，在上图中可以清晰地看出到达了题目的要求。

冲击响应不变法后的幅频特性和相频特性：0.10.20.30.40.50.60.70.80.91Normalized Frequency (⨯π rad/sample)P h a s e (d e g r e e s )0.10.20.30.40.50.60.70.80.91Normalized Frequency (⨯π rad/sample)M a g n i t u d e (d B )双线性变换法的幅频特性和相频特性：0.10.20.30.40.50.60.70.80.91Normalized Frequency (⨯π rad/sample)P h a s e (d e g r e e s )00.10.20.30.40.50.60.70.80.91Normalized Frequency (⨯π rad/sample)M a g n i t u d e (d B )通过上图比较脉冲响应不变法双线性变换法的幅频特性和相频特性，而在在幅频曲线上几乎没有差别，都能达到相同的结果。

实验五 滤波器的频率特性测试一. 实验目的1． 了解无源和有源滤波器的类型、电路结构、工作原理和特性，比较其性能的不同点。

2． 通过对滤波器频率响应特性的测试，掌握对元件或系统做频率特性测试的方法。

二. 实验所需仪器及元器件THM-6模拟电路实验箱、直流稳压电源、双踪示波器、数字万用表、 信号发生器、交流毫伏表、运算放大器、电阻、电容、连接线。

三. 实验原理实验装置及仪器连接方法见图1所示，其中滤波器实验电路可根据实验内容的不同在THM-6模拟电路实验箱接插成不同的滤波器。

信号发生器输出幅值恒定、频率可调的正弦波电压作为滤波器的输入信号u i ，由交流毫伏表测量其幅值。

在每一给定频率下，从交流毫伏表读出输出电压u o ，从双踪示波器读出u o 滞后u i 的时间，由此可计算两者相位差。

直流稳压电源为有源滤波器的运算放大器提供±12V 电源。

图1 滤波器频率特性测试系统框图四.实验内容及步骤1．实验内容⑴ RC 无源一阶低通滤波器的频率特性测试电路如图2所示，如果负载电阻R L = ∞，其幅频特性和 相频特性分别为()A ω= ()()arctg Φωωτ=-式中，时间常数：RC τ=，截止频率：()12c f RC π=⑵ RC 有源一阶低通滤波器的频率特性测试电路如图3所示，其幅频特性和相频特性分别为()A ω= ()()arctg Φωωτ=-式中，时间常数：RC τ=， 11f K R R =+图3 有源滤波电路U o U R R =10k ΩR 1=10k ΩR f =10k ΩR L =1k ΩC= 0.05μ F 图2 无源滤波电路R =10k ΩR L =1k ΩC= 0.05μ F R L2．实验步骤两个实验对象虽然不同，但均为测试滤波器的幅频和相频特性，因此，实验方法及步骤相同。

⑴按图2在THM-6模拟电路实验箱上选择C元件和外接电阻R，用万用表测量R、C元件的实际值：C= ，R= ，计算截止频率f c= 。

《电子测量》实验指导书电子测量实验室编写目录实验一示波器性能研究及使用实验二交流电压的测量实验三时间的测量实验四相位差和频率的测量实验五测量放大器参数测试实验六函数信号发生器的设计与调测实验七扫频仪的使用及有源滤波器性能测试实验八简易数显频率计的设计前言《电子测量》是一门理论与实践并重的课程。

它主要介绍电学中常见物理量（如电压、电流、电阻、电感、频谱、频率特性等）的测量方法、测量时使用的测量仪器以及基本的测量误差理论。

学生通过本课程的学习，应该在理解原理的基础上，掌握各物理量的测量方法，会使用相关的测量仪器。

《电子测量》课程实验开设目的：首先是加深理解在课堂上获得的理论知识，将理论知识形象化；同时学习仪器设备的实际操作，加强动手能力，积累实践经验；另外通过一些综合性实验达到对已学过的其它课程知识融会贯通的效果。

实验一示波器性能研究及使用一实验目的熟悉示波器的工作原理；掌握正确使用示波器测量各种参数的方法。

二实验原理我们可以把示波器简单地看成是具有图形显示的电压表。

普通的电压表是在其刻度盘移动的指针或数字显示来给出信号电压的测量度数。

而示波器则不同，示波器具有屏幕，它能在屏幕上以图形的方式显示信号电压的随时间的变化，即波形。

示波器能把非常抽象的，眼睛看不到的电过程，变换成具体的看得见的图像。

因此，使用示波器测量电压和电流时，可在显示被测电压或电流幅值的同时，还可显示波形、频率、相位。

这是其它电压测量仪表，如电压表等无法做到的。

一般电压表的读数与被测电压波形有关，而用示波器测量时，其精度可不受被测电压和电流波形形状的影响。

另外，示波器的响应速度极快，也没有指针式仪表所具有的惯性。

但是，示波器作定量测试时，测试值是以屏面上波形幅值所占的垂直刻度值乘Y 轴偏转灵敏度得出的，而屏面上波形幅值所占的垂直刻度值将受到光迹宽度、视差及示波器固有误差和工作误差等因素的影响，往往不易精确读出测试值，这就决定了示波器的测试精度不可能太高。

实验一：抽样定理实验一、实验目的1、熟悉TKCS—AS型通信系统原理实验装置；2、熟悉用示波器观察信号波形、测量频率与幅度；3、验证抽样定理；二、实验预习要求1、复习《通信系统原理》中有关抽样定理的内容；2、阅读本实验的内容，熟悉实验的步骤；三、实验原理和电路说明1、概述在通信技术中为了获取最大的经济效益，就必须充分利用信道的传输能力，扩大通信容量。

因此，采取多路化制式是极为重要的通信手段。

最常用的多路复用体制是频分多路复用(FDM)通信系统和时分多路复用(TDM)通信系统。

频分多路技术是利用不同频率的正弦载波对基带信号进行调制，把各路基带信号频谱搬移到不同的频段上，在同一信道上传输。

而时分多路系统中则是利用不同时序的脉冲对基带信号进行抽样，把抽样后的脉冲信号按时序排列起来，在同一信道中传输。

利用抽样脉冲把一个连续信号变为离散时间样值的过程称为“抽样”，抽样后的信号称为脉冲调幅(PAM)信号。

在满足抽样定理的条件下，抽样信号保留了原信号的全部信息。

并且，从抽样信号中可以无失真地恢复出原信号。

抽样定理在通信系统、信息传输理论方面占有十分重要的地位。

数字通信系统是以此定理作为理论基础的。

在工作设备中，抽样过程是模拟信号数字化的第一步。

抽样性能的优劣关系到整个系统的性能指标。

作为例子，图1-1示意地画出了传输一路语音信号的PCM系统。

从图中可以看出要实现对语音的PCM编码，首先就要对语音信号进行抽样，然后才能进行量化和编码。

因此，抽样过程是语音信号数字化的重要环节，也是一切模拟信号数字化的重要环节。

图1-1 单路PCM系统示意图为了让实验者形象地观察抽样过程，加深对抽样定理的理解，本实验提供了一种典型的抽样电路。

除此，本实验还模拟了两路PAM通信系统，从而帮助实验者初步了解时分多路的通信方式。

2、抽样定理抽样定理指出，一个频带受限信号m(t)如果它的最高频率为f H(即m(t)的频谱中没有f H以上的分量)，可以唯一地由频率等于或大于2f H的样值序列所决定。

实验二 二阶系统的模拟及频率特性测试一、实验目的1. 学会二阶系统的模拟方法，研究系统参数n ω和ξ对阶跃响应指标的影响；2. 学习频率特性测试仪的使用方法；3. 学会系统频率特性测试方法。

二、实验设备1. 自动控制原理试验箱一台；2. 双踪示波器一台；3. 频率特性测试仪一台；4. 万用表一块。

三、实验内容及步骤1. 二阶系统的阶跃响应按图2-1接线，传递函数222()()()2nn nC s G s R s s s ωξωω==++，其中110R K R =、111T R C =、222T R C =、n ω=112n T ξω=。

取1212120.1(1010)T T T s R R K C C F μ=====Ω==,，则在00.5(10)R K ξ==Ω取时，110n Tω==，观测二阶系统的阶跃响应曲线。

2. 测试二阶系统的频率响应特性方法与步骤：（1）按图2-1先接成二阶系统，并观测阶跃响应。

接上频率特性测试仪，如图2-2 所示。

（2）先测试转折频率 1.592(10/)f H z rad s ω==时对应的幅值R 和相角ϕ。

设定频率 1.592FREQ clear EN TER →→→；设定前面板状态w aveform ～，d e l a y 0.1s ，inputrang AUTO ，int errator AUTO ，display mod e R 、ϕ，sw eep o ff 。

按sin gle 键，从显示窗读取对应 1.592f H z =的R 和ϕ的值。

（3）系统参数不变。

采用单次步进测量，记录f 由0.1Hz 到15Hz ，步长为0.5Hz的R 和ϕ的值。

设定最大频率 m ax 15.0f clear EN TER →→→；设定最小频率 m in 0.1f clear EN TER →→→；设定步长（0.5Hz ）/0.5Lin F step clear EN TER →∆→→→； 设定前面板状态 sw eep Lin →∆，其他与（2）同。

信号与系统实验总结（2000字）信号与系统实验心得体会为期四周的信号与系统测试实验结束了，细细品味起来每一次在顺利完成实验任务的同时，又都伴随着开心与愉快的心情，赵老师的幽默给整个原本会乏味的实验课带来了许多生机与欢乐。

现对这四周的实验做一下总结: 统观来说，信号与系统是通信工程、电子工程、自动控制、空间技术等专业的一门重要的基础课，由于该课程核心的基本概念、基本理论和分析方法都很重要，为了使我们加深理解深入掌握基本理论和分析方法以及使抽象的概念和理论形象化，具体化，在信号与系统课开设不久后又开设了信号与系统实验课。

这四次实验的实验目的及具体内容如下：实验一：信号的分类与观察。

本次实验的目的是观察常用信号的波形特点及产生方法，学会使用示波器对常用信号波形的参数的测量。

实验过程中我们对正弦信号、指数信号及指数衰减信号进行了观察和测量。

示波器是测量信号参数的重要元件，之前各种试验中我们对示波器也有一定接触，而这次赵老师详细的讲解使我更清楚的掌握了示波器的使用，同时也为以后其它工具的使用有了理论基础。

第一次做信号与系统的实验，让我明白了实验前的准备工作相当重要，预习是必不可少的，虽然我们都要求写预习报告，但是预习的目的并不简简单单是完成报告，真正的良好预习效果是让我们明确实验目的与实验内容，掌握实验步骤来达到在实验中得心应手的目的。

而实验后的数据处理也并不是一件很轻松地事，通过实际的实验结果与理论值相比较，误差分析与实验总结，让我们及时明白实验中可能出现的错误以及减小实验误差的措施，减小了以后实验出现差错的可能性，提高了实验效率。

第一次实验结束后，我比较形象直观的观察到了几种常见波形的特点并了解了计算它表达式的方法。

更重要的是，知道了信号与系统实验的实验过程，为接下来的几次实验积累了更多经验。

实验二：非正弦周期信号的频谱分析。

这次实验的目的是掌握频谱仪的基本工作原理与正确使用的方法；掌握非正弦周期信号的测试方法；观察非正弦周期信号频谱的离散型、谐波性、收敛性。

（实验二）无源和有源滤波器实验目的：1.了解无源滤波器和有源滤波器的基本原理2.熟练掌握RC、RL、RCL、LPF、HPF、BPF、BSF等滤波器的设计与实现3.通过实验掌握电容和电感的电气特性及其滤波器的设计和制作实验仪器：示波器、信号发生器、电容测试仪、电阻测试仪、电感测试仪实验内容：一、无源滤波器1.RC滤波器（1）低通滤波器：从信号发生器输出的正弦波接到电路的输入端，同时连接示波器探头，把探头分别接到电容器C和电阻R两端，调整信号发生器的频率，观察示波器上正弦波的振幅与频率变化，得到RC滤波器的减频特性曲线。

（2）高通滤波器：同样连接电路并调整信号发生器频率，示波器上高通滤波器输出电压的振幅随着频率的变化而发生变化，得到高通滤波器的增频特性曲线。

2.RL滤波器仿照RC滤波器的示范，再借助于电感L，设计和实现一个低通RL滤波器，同样测试示波器的输出特性曲线。

3.RCL滤波器结合RC和RL滤波器的经验，接入电容C和电感L以及电阻R，基本组合形式有π型/△型/串联型/并联型。

并分别实现和调试它们的滤波器特性。

二、有源滤波器1.甲类和乙类滤波器分别设计和实现比较典型的甲类和乙类无源滤波器。

将信号发生器的正弦波接入有源滤波器的输入端，选择并连接合适的电容和电阻，再选择一个适当的放大器反馈电路，经过放大器的功率放大和滤波器的频谱滤波，输出筛选后的高清正弦波到示波器。

2.低通/高通/带通/带阻滤波器设计从理论上推导出差分放大器电路的频率响应函数，根据函数形式选择合适的电容和电阻，设计并制作差分放大器，最后通过实测数据检验其频率响应的有效性和准确性。

3.低通/高通/带通/带阻滤波器实验在购买好的AD623差分放大器芯片的基础上，结合理论计算和模拟仿真结果，选择合适的电容和电阻参数，将芯片安装在面包板上，经过电阻电容网络的选取和调试，制作出低通/高通/带通/带阻滤波器，逐一测试滤波器的性质和曲线特性。

通信原理实验报告班级： 12050641姓名：谢昌辉学号： 1205064135实验一 抽样定理实验一、实验目的1、 了解抽样定理在通信系统中的重要性。

2、 掌握自然抽样及平顶抽样的实现方法。

3、 理解低通采样定理的原理。

4、 理解实际的抽样系统。

5、 理解低通滤波器的幅频特性对抽样信号恢复的影响。

6、 理解低通滤波器的相频特性对抽样信号恢复的影响。

7、 理解带通采样定理的原理。

二、实验器材1、 主控&信号源、3号模块 各一块2、 双踪示波器 一台3、 连接线 若干三、实验原理1、实验原理框图保持电路S1信号源A-outmusic抽样电路被抽样信号抽样脉冲平顶抽样自然抽样抽样输出抗混叠滤波器LPFLPF-INLPF-OUTFPGA 数字滤波FIR/IIR译码输出编码输入3# 信源编译码模块图1-1 抽样定理实验框图2、实验框图说明抽样信号由抽样电路产生。

将输入的被抽样信号与抽样脉冲相乘就可以得到自然抽样信号，自然抽样的信号经过保持电路得到平顶抽样信号。

平顶抽样和自然抽样信号是通过开关S1切换输出的。

抽样信号的恢复是将抽样信号经过低通滤波器，即可得到恢复的信号。

这里滤波器可以选用抗混叠滤波器（8阶3.4kHz 的巴特沃斯低通滤波器）或FPGA 数字滤波器（有FIR 、IIR 两种）。

反sinc 滤波器不是用来恢复抽样信号的，而是用来应对孔径失真现象。

要注意，这里的数字滤波器是借用的信源编译码部分的端口。

在做本实验时与信源编译码的内容没有联系。

四、实验步骤实验项目一抽样信号观测及抽样定理验证概述：通过不同频率的抽样时钟，从时域和频域两方面观测自然抽样和平顶抽样的输出波形，以及信号恢复的混叠情况，从而了解不同抽样方式的输出差异和联系，验证抽样定理。

1、关电，按表格所示进行连线。

源端口目标端口连线说明信号源：MUSIC 模块3：TH1(被抽样信号) 将被抽样信号送入抽样单元信号源：A-OUT 模块3：TH2(抽样脉冲) 提供抽样时钟模块3：TH3(抽样输出) 模块3：TH5(LPF-IN) 送入模拟低通滤波器2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【抽样定理】。

实验二二阶系统的阶跃响应及频率特性实验简介：通过本实验学生能够学习二阶系统的频率响应和幅频特性的测试方法，对实验装置和仪器的调试操作，具备对实验数据、结果的处理及其与理论计算分析比较的能力。

适用课程：控制工程基础实验目的：A 学习运算放大器在控制工程中的应用及传递函数的求取。

B 学习二阶系统阶跃响应曲线的实验测试方法。

C 研究二阶系统的两个重要参数ζ、ωn对阶跃瞬态响应指标的影响。

D 学习频率特性的实验测试方法。

E 掌握根据频率响应实验结果绘制Bode图的方法。

F 根据实验结果所绘制的Bode图，分析二阶系统的主要动态特性（MP ，ts）。

面向专业：机械类实验性质：综合性/必做知 识 点：A《模拟电子技术》课程中运算放大器的相关知识；B《数字电子技术》课程中采样及采样定理的相关知识；C《机械工程控制基础》课程中，传递函数，时域响应， 频率响应三章的内容。

学 时 数：2设备仪器：XMN-2自动控制原理学习机，CAE-98型微机接口卡，计算机辅助实验系统2.0软件，万用表。

材料消耗：运算放大器，电阻，电容，插接线。

要 求：实验前认真预习实验指导书的实验内容，完成下述项目， 做实验时交于指导教师检查并与实验报告一起记入实验成绩。

B推导图2所示积分放大器的输出输入时域关系和传递函数。

C 推导图3所示加法和积分放大器的输出输入时域关系（两输入单输出）和S<1>.写出op1,op2,op9,0p6对应的微分方程组（4个方程）。

<2>.画出系统方框图。

<3>.用方框图化简或方程组联立消元的方法求取实验电路所示系统的传递函数，写出求解过程。

和ζ。

<4>.求取该系统的ωn实验地点：教一楼327室实验照片：实验装置及仪器。