济南大学实验报告
实验科目：滤波器幅频特性的测试 成绩:
一、 实验目的
1、了解滤波器的工作原理及应用
2、掌握滤波器幅频特性的测试方法 二、 实验原理
滤波器是一种选频装置,可以使某给定频率范围内的信号通过而对该频率范围以外的信号极大地衰减。
1.RC 无源低通滤波器
RC 无源低通滤波器原理如图3-1所示。这种滤波器是典型的一阶RC 低通滤波器,它的电路简单,抗干扰性强,有较好的低频性能,构成的组件是标准电阻、电容,容易实现。其传递函数为
=)(s H 11
)()(+=
s s u s u i o τ
式中：τ=RC 。
低通滤波器频率特性为
ωτωj j H +=
11
)(
其幅频特性)(ωA 为
2)(11)(ωτω+=
A
低通滤波器的截止频率为
RC f c π21
=
2.RC 有源低通滤波器
RC 有源低通滤波器原理如图3-2所示。它是将一阶RC 低通滤波网络接入运算放大器输入端构成的。运算放大器在这里起隔离负载影响、提高增益和带负载能力的作用。有源低通滤波器的传递函数为 1
)()()(+==
s K
s u s u s H i o τ 式中：
11R R
K F
+=（R1、RF 参数可参考图3-2，也可自选）。
频率特性为
ωτωj K
j H +=
1)(
3.幅频特性的测试
本实验要求测试RC 无源低通滤波器的幅频特性:了解RC 有源低通滤波器幅频特性的测试方法。滤波器的幅频特性采用稳态正弦激励试验的方法求得。对滤波器输入正弦信号 X(t)=x 0sin ωt,在其输出达到稳态后测量输出和输入信号的幅值比。这样可得到该输入信号频率ω下滤波器的传输特性。逐次改变输入信号的频率,即可得到幅频特性曲线。 三、 实验仪器和设备
1、函数信号发生器 一台
2、毫伏表 一台
3、直流稳压电源 一台
4、RC 无源滤波器接线板 一块
5、有源低通滤波器线路板 一块 四、 实验步骤
1.将RC 滤波器接线板低通滤波器部分的R 值调到98Ω。将函数信号发生器输出端接入RC 低通滤波器输入端,双路毫伏表中的一路接低通滤波器的输入端,另一路接输出端。
2.调节函数信号发生器幅度调节旋钮,使之在最小(逆时针旋转到底)位置,打开函数信号发生器和双路毫伏表的电源开关。调节函数信号发生器的频率调节按键和旋钮,将输出信号频率调到20HZ,然后顺时针旋转函数信号发生器幅度调节旋钮,逐渐调大信号电压使监测毫伏表指示为1伏,分别记下低通滤波器的输入和输出信号电压值。
3.不断由小到大改变滤波器输入信号频率,每改变一次信号频率都将低通滤波器的输入信号电压调整为1伏,待毫伏表读数稳定了以后读取滤波器输出信号电压值,将滤波器的输入信号频率、电压和输出信号电压记录到原始数据记录纸上。
4.了解RC 有源低通滤波器幅频特性的测试方法。将函数信号发生器幅度调节旋钮调到最小,按图3-3连接测试系统。考虑到有源低通滤波器具有放大作用,注意监测滤波器输出信号的毫伏表测量档位要比监测输入信号的相应加大。
5、重复试验步骤2、3.
五、数据处理
4、相频
5、照示波器
R1=30Ω
R2=98Ω
6、分析误差原因
（1）、试验设备老旧，会引起测试不精确。
（2）、整个试验系统用导线连接，导线中的电阻会引起传感器的测量误差（3）、读数误差导致试验误差。
