PowerPoint 电子科技大学 无源RC滤波器的频率响应特性的研究
内 容 实验目的 1 实验原理 2 实验内容 3 实验报告要求及思考 4
实验目的 1. 掌握RC滤波器的设计方法。 2. 掌握滤波器频率特性的点频测试法。 2. 掌握滤波器频率特性的点频测试法。 3. 进一步掌握示波器、晶体管毫伏表、函数发生器等仪器的正确使用方法。
实验原理 频率特性的相关概念？ 转移函数： 其中 …… 转移函数的幅频特性 …… 转移函数的相频特性 U & U & İi İo + + - 双口网络 + i U & U & 转移函数： - - 其中 …… 转移函数的幅频特性 …… 转移函数的相频特性
1. 低通滤波电路 一阶低通滤波器转移函数: 得： 令 ui uo H(jω) 通频带：0~ ωc 其幅频特性 称为 转折频率 ωc ω C 1. 低通滤波电路 ui R C ﹢ ﹣ uo 一阶低通滤波器转移函数: 令 得： H(jω) 通频带：0~ ωc 1 其幅频特性 称为 转折频率 0.707 ωc O ω
1. 低通滤波电路 ui R C ﹢ ﹣ uo 转移函数: 令 得： φ(ω) ωc 其相频特性 O ω -45° -90°
1. 低通滤波电路 ui R C ﹢ ﹣ uo 转移函数: 幅频曲线 比一阶低通有更好的带外特性 相移：0°~-180°
相频特性
（2）高通滤波电路 一阶高通滤波器转移函数: 得： 令 ui uo H(jω) 其幅频特性 带宽：ωc~∞ ωc ω O C R 1 ﹢ ﹣ ui uo 令 得： H(jω) 其幅频特性 1 0.707 带宽：ωc~∞ ωc O ω
（2）高通滤波电路 转移函数: R C ﹢ ﹣ ui uo 令 得： φ(ω) 其相频特性 90° 45° O ωc ω
利用一阶RC高通滤波器可构成多阶RC高通滤波器。二阶高通滤波器构造及频率特性如下： （2）高通滤波电路 利用一阶RC高通滤波器可构成多阶RC高通滤波器。二阶高通滤波器构造及频率特性如下： + - C R uo ui 比一阶高通有更好的带外特性 相移：180° ~ 0°
相频
（5）频率特性的测试方法 如何得到频率特性曲线？ 点频法 + - φ(f) φ(ω) |H(jω)| 保持Ui的电压值不变 双口网络 ………… 幅频特性 ………… 相频特性 φ(f) φ(ω) |H(jω)| Uo 保持Ui的电压值不变 简化成UO与f 的关系 简化成 φ(f)与f 的关系 ω f O ω O f
点频法测量幅频特性曲线： 选取一定数量的频率点，改变信号源的频率（输入电压保持恒定），在各频率点处测量输出电压，根据测量数据，可绘出幅频特性曲线。 + 双口网络 + - - 带宽可由输出电压从最大值下降到0.707倍时的频率来定义 工程上横轴采用对数坐标 O 101 102 103 104 105 106
带通型通频带的测量 怎样定性判断电路的滤波特性类型？ 怎样找出最大输出电压Uomax及通带频率f0？ 怎样测出截止频率fL和fH？ uo（V） uomax ● 怎样找出最大输出电压Uomax及通带频率f0？ 0.707uomax ● ● lgf O fL f0 fH 怎样测出截止频率fL和fH？ 频带宽度： ∆f=fH - fL
（7） 点频法测量相频特性曲线 双踪示波法（截距法）测量相位： 利用各个频点处所测量的相位差，在φ -f 坐标上画出相频特性曲线。 测试相位差时，保持CH1、CH2的扫描时基线重合。
实验内容 1. 设计fc=16kHz的一阶RC低通滤波器，输入Ui=1V(有效值)的正弦信号，测量该滤波器的频率特性，完成下表。 U0(V) φ(°) 2. 定量画出在2fc时，输入和输出的相位差波形。
实验内容 3. 设计fc=16kHz的二阶RC低通滤波器，输入Ui=1V(有效值)的正弦信号，测量该滤波器的频率特性，完成下表。 U0(V) φ(°) 4. 定量画出在2fc时，输入和输出的相位差波形。
实验报告及要求 简述实验原理及相关测试原理。 整理低通滤波器一、二阶的幅频特性及相频特性的测试参数，在坐标纸上绘出幅频特性及相频特性曲线。分析它们的带外倍频程衰减特性，并作总结。 要求用示波器测试的波形绘在坐标纸上。
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