关于低通滤波器幅频特性的研究
            刘小兰1  李晶1   徐峰2
〔1：吉林大学南湖校区通信工程学院通信工程10级22班  2: 吉林大学南湖校区通信工程学院电工电子实验室〕
摘要：根据低通滤波器的理论频率特性曲线图，观察其图形的特点。利用电路中所学的低通滤波器的频率特性。首先用交流毫伏表测未知参数低通滤波器的截止频率fc,并在fc左右选择几个点，以画出H(jw)的频谱图。根据所测出的fc,再用选频表，分别用两种不同的方法测此低通滤波器的截止频率，并绘出各自的频谱图，比较所得出的频谱图，得出实验误差的所在。
关键字：低通滤波器  截止频率  选频表  频谱图
Abstract: According to the theory of low-pass filter frequency characteristic curve, observe its graphics features. Learned to use the circuit in the low-pass filter frequency characteristics. First, AC millivoltmeter unknown parameters measured low-pass filter cutoff frequency fc, and fc is about to select several points to draw the H (jw) the frequency spectru
m. According to the measured fc, then choose the frequency table, two different methods were used to measure the low-pass filter cutoff frequency, and draw their own spectrum, comparing the resulting spectrum, obtained experimental error is located.
Key words:frequency函数计算频数 low-pass filter cutoff frequency spectrum frequency selection table
________________________________________________
1:引言
随着科技的开展，低通滤波器在工业以及科技上的应用越来越广泛了。因此理解低通滤波器的工作原理，低通滤波器的频率特性，以及学会怎样设计合理的低通滤波器已是非常必须的了。本次实验通过测试未知参数低通滤波器的截止频率，可以进一步理解低通滤波器的工作原理和频率特性。
2：设计方案及过程
设计原理
1、低通滤波器是利用电容通高频阻低频、电感通低频阻高频的原理。对于需要截止的高频，利用电容吸收电感、阻碍的方法不使它通过；对于需要放行的低频，利用电容高阻、电感低阻的特点让它通过。
电路用频域表示时，输入和输出信号的关系可用以下式子表示：
    V2(w)=V1(w)H(w)
其中H(w)称之为该系统的频率特性，它的幅值|H(w)|称为幅频特性。H(w)只与系统的构造组成有关，而与输入信号无关。本次实验就是要研究简单的RL低通网络的幅频特性。
2、由以上式子两边取对数再乘以20那么有：
20lgH(jw)=20lgv2(w)-20lgv1(w)
          =N2(w)-N1(w)=N(W)
根据电压电平的定义20lgv2(w)和20lgv1(w)正好分别与输出，输入电压电平的定义相符。故|H(jw)|可由系统的输出信号与输入信号的电平差N(w)求得。这是测量系统的频率特性的另
一种方法。在实际工作中常常直接用N(w)来表征H(w)而不须求出H(w),它清楚地表示了如图一线性时不变网络对任一个确定频率的正弦信号具有N(w)dB的衰减[N(w)为负值时]或增益[N(w)为正值时]。
如图1-1所示，即是一个三阶的低通网络，其频率特性为：
  H(jw)=(1／jwc2)／(jwl+〔1／jwc2〕)                                                                                                                                                                 
 
  图1-1电路原理图                图1-2理论幅频特性曲线
其中输入为UI,输出为U0.此网络的理论频率特性如图1-2所示，在半功率频率即是截止频率点wc=1/  =R/L时H(jw)=0.707.
实验所需器材
函数信号发生器  选频表    交流毫伏表    信号与系统实验箱
2.3 设计过程
1、测截止频率
将函数信号发生器接在图1-1的输入端，如图1-3所示，并将其调为输出正弦信号，峰峰值为Up-p=2v,在输出端接上交流毫伏表，调整信号发生器的频率使得交流毫伏表的示数为峰峰值的有效值，然后再调整信号发生器的频率使得毫伏表的示数为有效值的0.707倍，此时发生器上的频率即是此低通网络的截止频率。Fc=6.4kHz.
  然后在此频率的前后再分别测出四个点的频率及电压值。再根据这些点作出频率特性曲线图。
2、用选频表测频率特性曲线及截止频率
  〔1〕实验电路图如图1-4所示，将函数信号发生器的输出频率调为1kHz,矩形脉冲，占空比
为10%，并将输出端接为选频表。并在选频表上调整频率为1kHz的整数倍，记下此时的电平值。以便作频率特性曲线图。
  〔2〕将函数信号发生器的频率调整为1.28kHz，矩形脉冲，占空比为10%，在选频表上调整为1.28kHz的整数倍，并记下此时八个点的电平值。以便作频率特性曲线图。

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。