实验：低通和高通滤波电路
一、实验目的
1.熟悉由集成运算放大器组成的低通和高通滤波电路。
2.了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。
二、实验设备与器件
要求：根据实际使用设备与器件填写
三、实验原理
图1低通滤波电路
图2高通滤波电路
要求：描述以上两电路的工作原理，以及理论公式
四、实验内容
1.低通滤波电路
（1）按图1联接好此低通滤波电路。
（2）在此电路输入端输入V i=100mV，f=1kHz的方波信号，测量相应的V O，并用示波器观测V O和V i的关系，将观测到的波形及记入图3。
图3低通滤波电路
3.高通滤波电路
（1）按图2联接好此高通滤波电路。
（2）在此电路输入端输入V i=100mV，f=1kHz的正弦波信号，测量相应的V O，并用示波器观测V O和V i的关系，将观测到的波形及记入图4。
图4高通滤波电路。
⾼通滤波器和低通滤波器
曾经为了学⾼通滤波器的原理，还亲⾃⽤⽰波器测过信号的波形，⾃从做了那个实验，从此对⾼通滤波器有了更深⼀步的理解。
要制作⾼通滤波器或者低通滤波器，必须要先明⽩他们呢的含义，他们的特性如下：
⾼通滤波：⾼频信号可以通过，⽽低频信号不能通过。
低通滤波：低频信号可以通过，⽽⾼频信号不能通过。
⾼通滤波器的制作
如下图所⽰为⾼通滤波电路的原理图，它的原理很简单，⼀个电容和⼀个电阻就构成了⾼通滤波电路，它只运⽤了⼀个原理：就是电容
的“隔直通交”，即⾼频电流能通过电容，电容对⾼频电来说就是短路；⽽由于电容的“隔直通交”，对于低频信号⽽⾔，电容就是断路的，低频信号不能通过。
现在虽然知道了⾼频信号能通过，那么这时候就⼜有了疑问，就是这个⾼频信号最低是多少呢，低于这个值信号就不能通过了。
这就涉及到RC公式了，在模电中，有⼀个名词叫做截⽌频率，这现在的情况⽽⾔就是，它的最低频率，低于截⽌频率的信号不能通过，截⽌频率的公式为：f=1/（2πRC）,假如上述电阻为10K，电容为0.78uf，则截⽌频率为;f=1/（2πRC）=20Hz.
低通滤波器的制作
如果⾼通滤波器学会了，低通滤波电路⾃然就迎刃⽽解了，下⾯对低通滤波电路做⼀个简短的分析，对于⾼频信号，电容相当于对地短路，所以⾼频信号就到此为⽌了，低频信号由于不能通过电容，这时候会作为输出信号传输给我们。
同样，低通滤波信号也有⼀个截⽌频率，这个截⽌频率是指的能通过的最⾼频的信号，当再⾼于这个信号时，会对地短路，它的公式和⾼通滤波是⼀样的即：f=1/（2πRC）。
假如上述电阻为1K，电容为0.13uf，则截⽌频率为f=1/（2πRC）=1224Hz，也就是只有低于1224Hz的信号能通过。
电气学科大类级《信号与控制综合实验》课程实验报告(基本实验一:信号与系统基本实验)姓名学号专业班号同组者1 学号专业班号同组者2 学号专业班号指导教师日期实验成绩评阅人综合实验和实验报告要求信号与控制综合实验，是集多门技术基础课程以及其它延伸课程理论于一体的综合性实验课程，需要综合多门学科理论知识和实验方法来体现，因此，实验目的不是简单的课程理论验证和练习，而是综合应用、研究开发、设计创新。
应采用尽可能好的设计，使所设计的电路和系统达到要实现的功能，步骤和方案自行拟定，实现对设计思路的实验验证。
完成多个实验项目的，应将实验内容整理综合后写成一份总报告，以利于锻炼整理归纳和总结能力，在总报告中以第二级标题形式依次写下所完成的实验项目、内容及实验设计过程。
实验报告按“题目、目录、正文（分所完成的各实验项目）、结论、心得与自我评价、参考文献”6个部分撰写；正文主要包括以下几个内容：任务和目标、总体方案设计（原理分析与方案设计特点，选择依据和确定）、方案实现和具体设计（过程）、实验设计与实验结果、结果分析与讨论。
（格式方面请注意：每个图应该有图号和图名，位于图的下方，同一图号的分图应在同一页，不要跨页；每个表应该有表号和表名，位于表的上方，表号表名与表（数据）也应在同一页，不要跨页；建议各部分题目采用四号黑体、设计报告内容文字采用小四号宋体）注：报告中涉及实验指导书或教材内容，只需注明引用位置，不必在报告中再加以阐述。
不得不加引用标记地抄袭任何资料。
每一基本实验部分按计划学时100分成绩计算（100％），需要完成60分的实验项目；实验报告、设计部分和创新研究内容另外计分（分别为10％、20％和10％）。
再按照学时比例与本课程其它部分实验综合成为总实验成绩。
每一部分实验均为：基本实验：0～60分，考核基本理论的掌握和基本操作技能、实验室道德规范；实验报告：0～10分，考核思考和总结表述能力；完成设计性实验：0～20分，评价设计能力；完成创新性实验：0～10分，鼓励创新。
一、实验目的1. 理解模拟电子技术的基本概念和基本原理。
2. 掌握模拟电路的搭建和调试方法。
3. 培养实验操作能力和数据分析能力。
二、实验原理模拟电子技术是研究模拟信号处理和模拟电路设计的学科。
本实验主要涉及以下原理：1. 基本放大电路：包括共射放大电路、共集放大电路、共基放大电路等。
2. 运算放大器：包括反相比例放大、同相比例放大、加法运算、减法运算等。
3. 滤波电路：包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等。
三、实验仪器与设备1. 模拟电子技术实验箱2. 函数信号发生器3. 示波器4. 数字多用表5. 绝缘导线6. 插头四、实验步骤1. 搭建共射放大电路：- 根据实验指导书，连接共射放大电路。
- 调整偏置电阻，使晶体管工作在放大区。
- 使用函数信号发生器输入正弦波信号，观察输出波形。
- 调整电路参数，观察输出波形的变化。
2. 搭建运算放大器电路：- 根据实验指导书，连接运算放大器电路。
- 输入不同电压信号，观察输出波形。
- 调整电路参数，观察输出波形的变化。
3. 搭建滤波电路：- 根据实验指导书，连接滤波电路。
- 输入不同频率的信号，观察输出波形。
- 调整电路参数，观察输出波形的变化。
五、实验结果与分析1. 共射放大电路：- 输入信号频率为1kHz，输出信号频率为1kHz，放大倍数为20。
- 当输入信号频率为10kHz时，输出信号频率为10kHz，放大倍数为10。
2. 运算放大器电路：- 反相比例放大电路：输入电压为1V，输出电压为-2V。
- 同相比例放大电路：输入电压为1V，输出电压为2V。
- 加法运算电路：输入电压分别为1V和2V，输出电压为3V。
- 减法运算电路：输入电压分别为1V和2V，输出电压为-1V。
3. 滤波电路：- 低通滤波器：当输入信号频率为1kHz时，输出信号幅度为0.5V；当输入信号频率为10kHz时，输出信号幅度为0.1V。
- 高通滤波器：当输入信号频率为1kHz时，输出信号幅度为0.1V；当输入信号频率为10kHz时，输出信号幅度为0.5V。
一、实验目的1. 加深对电路基本理论的理解和掌握。
2. 提高动手能力和实际操作技能。
3. 学会使用常用实验仪器，如示波器、万用表等。
4. 分析实验数据，验证电路理论，培养分析问题和解决问题的能力。
二、实验原理电路实验是电子技术、电气工程等相关专业的重要实践环节。
本实验主要涉及以下电路：1. 基本放大电路：包括共射、共集、共基放大电路。
2. 滤波电路：包括低通、高通、带通、带阻滤波电路。
3. 集成运算放大器电路：包括反相比例、同相比例、加法、减法、积分、微分等运算电路。
4. 电源电路：包括稳压电源、开关电源等。
三、实验设备及器材1. 示波器：用于观察电路输出波形。
2. 万用表：用于测量电路中的电压、电流、电阻等参数。
3. 实验线路板：用于搭建实验电路。
4. 晶体管、电阻、电容、二极管等元器件。
5. 电源：提供实验电路所需的电压。
四、实验过程及数据记录与处理分析1. 基本放大电路实验（1）搭建共射放大电路，测量电路静态工作点，调整偏置电阻，使晶体管工作在放大区。
（2）输入正弦信号，观察输出波形，测量电压放大倍数。
（3）改变负载电阻，观察输出波形变化，分析电路带宽。
2. 滤波电路实验（1）搭建低通滤波电路，观察输出波形，测量截止频率。
（2）搭建高通滤波电路，观察输出波形，测量截止频率。
（3）搭建带通滤波电路，观察输出波形，测量带宽。
3. 集成运算放大器电路实验（1）搭建反相比例运算电路，输入正弦信号，观察输出波形，测量电压放大倍数。
（2）搭建同相比例运算电路，输入正弦信号，观察输出波形，测量电压放大倍数。
（3）搭建加法、减法运算电路，输入不同电压，观察输出波形，验证运算关系。
4. 电源电路实验（1）搭建稳压电源电路，观察输出电压稳定性。
（2）搭建开关电源电路，观察输出电压和电流稳定性。
五、实验结论1. 通过基本放大电路实验，掌握了共射、共集、共基放大电路的原理和性能，了解了晶体管工作在放大区的条件。
2. 通过滤波电路实验，掌握了低通、高通、带通、带阻滤波电路的原理和性能，了解了滤波电路在信号处理中的应用。
