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一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/font>
1、掌握低通濾波器的設(shè)計(jì)：
2、學(xué)會(huì)將無(wú)源低通濾波器向帶通、高通濾波器的轉(zhuǎn)化：
3、了解常用有源低通濾波器、高通濾波器、帶阻濾波器的結(jié)構(gòu)與特性：
4、了解巴特沃茲低通濾波器與切比雪夫低通濾波器的特點(diǎn)：
5、學(xué)會(huì)用信號(hào)源與示波器測(cè)量濾波器的頻響特性：
二、 實(shí)驗(yàn)儀器
1、信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱一臺(tái)。
2、40MHz示波器一臺(tái)。
三、 實(shí)驗(yàn)原理
模擬濾波器根據(jù)其通帶的特點(diǎn)可分為：
（1）??? 低通濾波器
（2）??? 高通濾波器
（3）??? 帶通濾波器
（4）??? 帶阻濾波器
在這四類(lèi)濾波器中，又以低通濾波器最為典型，其他幾種類(lèi)型的濾波器均可以從它轉(zhuǎn)化而來(lái)。
對(duì)于模擬低通濾波器的設(shè)計(jì)方法，一般是通過(guò)逼近的設(shè)計(jì)方法。在最常用的濾波器中，又以巴特沃茲濾波器、切比雪夫?yàn)V波器最為常用。
1、巴特沃茲濾波器
其頻響特性為：
點(diǎn)：（1）最大平坦性：其濾波器在0頻點(diǎn)處附近一段范圍內(nèi)是非常平直的，它是以原點(diǎn)最大平坦性來(lái)逼近理想低通濾波器。
（2）通帶、阻帶下降的單調(diào)性；
（3）具有良好的相頻特性
（4）－3dB的不變性：隨著N的增加，頻帶邊緣下降越陡峭，越接近理想特性，但不管N是多少，幅頻特性都通過(guò)－3dB點(diǎn)；
2、切比雪夫?yàn)V波器
其頻響特性為：
特點(diǎn)：
（3）通帶內(nèi)波動(dòng)均勻性。
（4）相位的非線性特性。
四、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及主要步驟
1、無(wú)源濾波器的測(cè)量：
（1）??? 四階無(wú)源巴特沃斯低通濾波特性測(cè)量：
(A)－3dB頻點(diǎn)的測(cè)量：首先函數(shù)信號(hào)發(fā)生器模塊產(chǎn)生一1KHz的正弦信號(hào)（通過(guò)跳線K302選擇“正弦波”，跳線K301選擇“中”，同時(shí)可以調(diào)節(jié)W301，進(jìn)行頻率細(xì)調(diào)），把它接至插孔“四階巴特沃斯無(wú)源低通”,用示波器觀察“輸出7”，測(cè)量四階巴特沃斯低通濾波器在該頻點(diǎn)的輸出幅度；然后不斷增加信號(hào)源的輸出頻率，保持其輸出幅度不變，當(dāng)濾波器輸出信號(hào)的幅度為原來(lái)的0.707時(shí)，低頻信號(hào)的頻率即為該濾波器的－3dB頻點(diǎn)。
(B) 濾波器的頻響特性測(cè)量：用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器模塊產(chǎn)生一正弦信號(hào)，然后不斷增加信號(hào)源的輸出頻率，并保持其輸出幅度不變，測(cè)量相應(yīng)頻點(diǎn)濾波器輸出信號(hào)的幅度，并記錄下來(lái)。以頻率與輸出幅度（可換算成相對(duì)0點(diǎn)的相對(duì)電平值，單位為dB）為變量畫(huà)出一曲線，則該曲線即為該濾波器頻響特性曲線。
（2）四階無(wú)源巴特沃斯帶通濾波器特性測(cè)量
（A）?? 帶通濾波器中心頻點(diǎn)測(cè)量：首先用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器模塊產(chǎn)生一正弦信號(hào)（通過(guò)跳線K302選擇“正弦波”，跳線K301選擇“中”，同時(shí)可以調(diào)節(jié)W301，進(jìn)行頻率細(xì)調(diào)），把它接至插孔“四階巴特沃斯無(wú)源帶通”,用示波器觀察“輸出8”，改變信號(hào)源的輸出頻率，并保持其輸出幅度不變，當(dāng)濾波器輸出信號(hào)的幅度為最大，低頻信號(hào)源的頻率即為該帶通濾波器的中心頻點(diǎn)。
（B）???? 帶通濾波器的頻響特性測(cè)量：用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器模塊產(chǎn)生一正弦信號(hào)，其頻率在帶通濾波器中心頻點(diǎn)附近。然后不斷增加或減少信號(hào)源的輸出頻率，并保持其輸出幅度不變，測(cè)量相應(yīng)頻點(diǎn)濾波器輸出信號(hào)的幅度，并記錄下來(lái)。以頻率與輸出幅度（可換算成相對(duì)0點(diǎn)的相對(duì)電平值，單位為dB）為變量畫(huà)出一曲線，則該曲線即為該濾波器頻響特性曲線。
（3）??? 六階無(wú)源巴特沃茲低通濾波器特性測(cè)量：
（A）－3dB頻點(diǎn)測(cè)量：方法同四階無(wú)源巴特沃茲低通濾波器
（B）濾波器的頻響特性測(cè)量：方法同四階無(wú)源巴特沃茲低通濾波器.
（4）六階無(wú)源巴特沃斯高通濾波器特性測(cè)量：
（A）?? －3dB頻點(diǎn)測(cè)量：首先用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器模塊產(chǎn)生一正弦信號(hào)，把它接至插孔“六階巴特沃斯無(wú)源高通”，改變信號(hào)源的頻率，用示波器觀察插孔“輸出10”，找出六階無(wú)源巴特沃斯高通濾波器在高端頻率點(diǎn)的輸出幅度（在該頻點(diǎn)附近信號(hào)輸出幅度保持不變），以該點(diǎn)輸出信號(hào)幅度為參考。降低信號(hào)輸出頻率，當(dāng)濾波器輸出信號(hào)的幅度為參考輸出幅度的0.707時(shí)，低頻信號(hào)源的頻率即為該高通濾波器的－3dB點(diǎn)。
（B）?? 濾波器的頻響特性測(cè)量：用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器模塊產(chǎn)生一正弦信號(hào)，然后不斷增加信號(hào)源的輸出頻率，并保持其輸出幅度不變，測(cè)量相應(yīng)頻點(diǎn)濾波器輸出信號(hào)的幅度，并記錄下來(lái)。以頻率與輸出幅度（可換算成相對(duì)0點(diǎn)的相對(duì)電平值，單位為dB）為變量畫(huà)出一曲線，則該曲線即為該濾波器頻響特性曲線。
2、有源濾波器件特性測(cè)量：
（1）??? 二階有源巴特沃茲低通濾波器特性測(cè)量：測(cè)量方法自擬。
（2）??? 二階有源巴特沃茲高通濾波器特性測(cè)量：測(cè)量方法自擬。
（3）??? 二階有源巴特沃茲帶通濾波器特性測(cè)量：測(cè)量方法自擬。
（4）??? 二階有源巴特沃茲帶阻濾波器特性測(cè)量：測(cè)量方法自擬。
（5）??? 二階有源切比雪夫低通濾波器特性測(cè)量：測(cè)量方法自擬。
（6）??? 八階有源切比雪夫低通濾波器特性測(cè)量：測(cè)量方法自擬。
五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求。
1、整理繪畫(huà)出各種濾波器的濾波特性。
2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)量的數(shù)據(jù)，繪制各濾波器的幅頻特性曲線。注意應(yīng)將同類(lèi)型的無(wú)源和有源濾波器幅頻特性繪制在同一坐標(biāo)上。以便比較并計(jì)算出特征頻率、截止頻率和通頻帶。
3、比較分析各種無(wú)源和有源濾波器的濾波特點(diǎn)。
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