实验5 各种滤波器特性实验
[实验目的]
1.了解典型滤波器LP、 HP、 BP、NP的特性。
2.观察滤波器阶次增加带来的影响。
3.加深对各种滤波器原理及特性方面的理解以备今后应用。
[实验仪器]
滤波器综合实验台、信号发生器2个、±5V电源，示波器、频率计、万用表、
相位计等。
[实验步骤]
1. 低通滤波器特性及阶次影响实验
○1在断电状态下检查电源是否±5V，接线并确认提供的电源电压和接线无误。
②在断电状态下，按表3-1予置开关K i以确定二阶和四阶低通滤波器的形成。
表3-1 低通滤波开关设置表
③上电后川示波器监视CLK.应为0-5V方波，并用频率计测量，调节W1,会改变方波频率，使读数是某个整效，如2000/3000Hz，则滤波器中心频率ω
c=2000/100 =20Hz或ωc=3000/100=30Hz。
○4用信号发生器正弦接在F1N1，辐值1-2V左右，用双踪示波器监视∑4和
2LP端，保持信号发生器幅值不变，并令频率从5Hz-500Hz依次改变，看两信号
波形幅位和相位变化，做出解释。
比较二阶和四阶滤波器过渡带衰减情况，加深滤波器阶次增加对滤波性能影
响的认识。
⑤用频率计测量信号发生器频率，用万用表测量V'4，2LP. 4LP辐值。变
更信号频率，求出低通滤波器幅频特性曲线和ωc。
⑥用双踪示波器比较不同频率信号输入后的相位差，求出相应的相频特性
曲线.
⑦如要设计一个80Hz的八阶低通滤波器，你如何处理?
⑧当输入信号幅值减小后，滤波器输出上有明显的台阶形成双线，这是滤波器芯片中开关电容特有的开关噪声造成的，完全用模拟方法实现的滤波器则没有这种噪声。如果想去掉滤波波形上的台阶，你有什么办法?
中心频率为29.78HZ,根据数据处理得到的幅频响应和相频响应图如下：
2.二阶高通滤波器特性实验
1）在断电状态下检查电源是否±5V，接线无误。
2）在断电情况下按表3-2予置开关状态.(若紧接低通特性实验后进行，本项实验不用再作开关组态！)
3）通电后用示波器监视CLK端，调节W1会改变其续率。用频率计确保其在3000Hz,则二阶高通滤波器截止频率为:3000÷100=30Hz
4）用信号发生器正弦接入F1N1,保持其幅值1-2V左右，改变输入信号频率5-250Hz，用示波器监视∑A和HP端波形变化，并作解释。
5）用万用表测量HP端电压，用频率计测量输入信号频率，用相位计A、B 端接入∑A和HP,测量输入输出相位差，求出滤波器幅频和相频特性曲线。也可用双踪示波器进行对比观测。
中心频率为29.78HZ，根据数据得到的幅频响应和相频响应图如下：
3.二阶/四阶带通滤波器特性实验
①断电状态，检查电源与接线。
②断电状态下按表3-4予置开关。
表3-4带通滤波开关设置表
③通电后用示波器监视CLK应是0-5V方波，调节w并用频率计确保CLK读数为3000÷100=30Hz。
○4用信号发生器在F1N1端注入1-2V正弦波信号，用波器监视∑A和2BP或∑A和4BP，改变信号发生器输入率，观察带通滤波特性。特别要比较二阶、四阶滤波器过渡带幅相变化。
○5用频率计、万用表和示波器监测有关输入输出，改变信号输入(10-200Hz )求出二阶/四阶带通滤波器幅相频率特性，并求出带宽。
⑥改变W1使带通中心频率为300Hz或其它，重求一组上述参数，带宽是否有了变化?这是一种什么样特性的带通滤波器?
⑦改变F1N1输入波形为方波、三角波、锯齿波等，再观察∑A和2BP/4BP 波形，进一步理解带通滤波器及其阶次的含意。联系数学上表达式及有关信号描述及分析处理基础知识看理论与实际关系是否一致，进而联系工程实际中应用此项技术的可能性。
⑧用另一信号发生器从F1N1端注入1V左右正弦波信号，再观察∑A, 2BP, 4BP波形当F1N1，和F1N2频率接近时，会发现滤波能力下降，输出有“拍频”现象，解释这种现象。
中心频率为30HZ，根据数据得到的幅频响应和相频响应图如下：
中心频率为300HZ，根据数据得到的幅频响应和相频响应图如下：
实验六：跟踪滤波器的实现
【实验目的】
1. 了解外加频率控制带通滤波器中心频率。
2. 理解恒百分比滤波器的概念。 【实验仪器】
滤波器综合试验台，电源，示波器，信号发生器，频率计，万用表，x-y 记录仪，速度传感器及模拟转子台等。
【实验步骤】
1. 在断电状态检查电源是否±5V ，接地无误。
2. 在断电状态，按表6预置开关。
3. 用TH9200信号发生器一路方波输往试验台外触发端，任意波形输F 1N1，选择04（正弦），14号（占空比50%方波）等波形。
4. 用双踪示波器1ch 监测外触发输入方波以观察外控信号，2ch 则监测∑A ，2BP ，4BP 端。
5.
通电后观察上述各点波形 1ch 方波 外触发 1ch ∑A 正弦波/方波 2BP 正弦波/正弦波
即使改变TH9200信号频率，上述结果成立，可知该滤波器已将方波中除1×f 以外的各阶谐频成分除去，且中心频率自动跟着变化，不会出现峰值情况。
5. 如果选择24号（锯齿波）、37号（1f+16f 正弦）、67号（1f+2f+3f 正弦）波形输入，会出现幅值变化不随频率改变，相位也不会有偏移，（原始两路信号预先给定），但2BP/4BP 处均是正弦波，与∑A 处有差别。
锯齿波：
4BP
2BP
