兰州交通大学：《电子电路实践》课程教学资源（授课课件）模电实验8：模拟低通滤波器频率特性测试

⑩ 模拟低通滤波频率特性测试 国家级电工电子实验教学示范中心 家中心

1 模拟低通滤波频率特性测试 国家级电工电子实验教学示范中心

一、实验目的 1.了解滤波器的作用与分类； 2.深入理解信号通过线性系统的概念； 3.熟悉无源滤波器和有源滤波器的特点 4.掌握低通滤波器的设计原理； 5.学会分析低通滤波器的频率特性；

2 一、实验目的 1.了解滤波器的作用与分类； 2.深入理解信号通过线性系统的概念； 3. 熟悉无源滤波器和有源滤波器的特点 4. 掌握低通滤波器的设计原理； 5. 学会分析低通滤波器的频率特性；

二、实验原理 1.信号经过线性系统 输入端 冲激响应h(t) 输出端 时域： x() M(t)=x(t)*h(t) 线性系统 频域： X(o) Y(o)=X(o)H(@) X(S) 传输函数H(o)H(s) Y(s)=X(s)H(s) t:A a 3 0T6 27分3164165 h(t) 3

3 二、实验原理 1. 信号经过线性系统 输入端 冲激响应h(t) 输出端 传输函数H(ω) H(s) 线性系统 时域： x(t) y t x t h t ( ) ( )* ( ) = 频域： X(ω) Y X H ( ) ( ) ( )    = X(S) Y s X s H s ( ) ( ) ( ) = a0 a1 a2 a3 0 Tb 2Tb 3Tb 4Tb 5Tb … h(t) … t Tb

二、实验原理 傅氏变换对 h(t)文 H(0) 拉氏变换对 →H(S)S=j0 H(@)=H(@)exp(jo(@)) 幅频特性 相频特性 4

4 二、实验原理 h t( ) H( )  H s( ) 傅氏变换对 拉氏变换对 s j =  H j ( ) exp  = H( )   ( ( )  ) 幅频特性 相频特性

二、实验原理 2.滤波器功能 一允许特定频率通过，提取有用信号，降低干扰等。 手机拨打：语音变成电信号并将其频 率限制在0.3~3.4KHz。 手机接听：只接收自己需要的频率范 围的电信号。 5

5 2. 滤波器功能 二、实验原理 ——允许特定频率通过，提取有用信号，降低干扰等。 ——手机拨打：语音变成电信号并将其频 率限制在0.3~3.4KHz。 ——手机接听：只接收自己需要的频率范 围的电信号

二、实验原理 3.滤波器分类 低通滤波器 (LPF) H(o)川 实际 理想 1 卡二通带 阻带- 3dB带宽：功率下降一半时对应的带宽 6

6 3. 滤波器分类 | ( ) | H   理想  c ——低通滤波器（LPF） 通带 阻带 实际 1 2 3dB带宽：功率下降一半时对应的带宽 二、实验原理

二、实验原理 @) 高通滤波器(HPF) ↑IH(o)川 实际 理想 ←阻带-火 ---通带---- ⊙ 2024/6/28 7

2024/6/28 7 ——高通滤波器（HPF） 阻带 通带 | ( ) | H   理想 c 实际 二、实验原理

二、实验原理 带通滤波器(BP℉) 带阻滤波器(BEF) IH(o)川 ↑1H(o川 ←通带- ←阻带- 0 QL OH @L OH 8

8 ——带通滤波器（BPF） 通带 | ( ) | H   L  H  ——带阻滤波器（BEF） 阻带 | ( ) | H   L  H  二、实验原理

二、实验原理 2.滤波器功能 一允许特定频率通过，提取有用信号，降低干扰等。 手机拨打：语音变成电信号并将其频 率限制在0.3~3.4KHz。 低通滤波器 手机接听：只接收自己需要的频率范 围的电信号。 带通滤波器 9

9 2. 滤波器功能 二、实验原理 ——允许特定频率通过，提取有用信号，降低干扰等。 ——手机拨打：语音变成电信号并将其频 率限制在0.3~3.4KHz。 ——手机接听：只接收自己需要的频率范 围的电信号。 低通滤波器 带通滤波器

三、一阶无源低通滤波器 1.原理分析 H(o)= /joC R (R+1/joC)1+joRC 1002 U luFCU 幅频特性 1 |H(o)= 1+(@RC)2 —截止频率 1 相频特性 1 H(j@)H2→ 1 0= RC (o)=-arctan(oRC) 10

10 三、一阶无源低通滤波器 1 1 ( ) ( 1/ ) 1 j C H R j C j RC     = = + + Ui Uo R C 100 1F 2 1 | ( ) | 1 ( ) H RC   = + ——幅频特性 ——相频特性 () = −arctan(RC) ——截止频率 1 | ( ) | 2 H j = RC c 1  = 1. 原理分析