实验二、无源和有源滤波器
一、实验目的
1、了解RC 无源和有源滤波器的种类、基本结构及其特性
2、分析和对比无源和有源滤波器的滤波特性
3、掌握扫频仪的使用方法
二、实验设备
1、信号与系统实验箱（参考型号：TKSS —B 型）
2、双踪示波器
三、实验原理
1、滤波器是对输入信号的频率具有选择性的一个二端口网络，它允许某些频率（通常是某个频带范围）的信号通过，而其它频率的信号受到衰减或抑制，这些网络可以由RLC 元件或RC 元件构成的无源滤波器，也可以由RC 元件和有源器件构成的有源滤波器。

2、根据幅频特性所表示的通过或阻止信号频率范围的不同，滤波器可分为低通滤波器（LPF ）、高通滤波器（HPF ）、带通滤波器（BPF ）或带阻滤波器（BEF ）四种。

把能够通过的信号频率范围定义为通带，把阻止通过或衰减的信号频率范围定义为阻带。

而通带与阻带的分界点的频率称为截止频率或转折频率。

图2-1中的|)(|Ωj H 为通带电压放大倍数，
0Ω为中心频率，CL Ω和CU Ω称为低端和高端截止频率。

图2-1 四种滤波器幅频特性示意图
四种滤波器的实验电路如图2-2所示。

图2-2 各种滤波器的实验线路图
3、图2-3中，滤波器的频率特性)(|)(|)(θϕ∠Ω=Ωj H j H
式中|)(|Ωj H 为滤波器的幅频特性，)(θϕ为相频特性，它们可以通过实验方法测量出来。

图2-3 滤波器
四、实验重难点
1、本实验以RC无源/有源低通滤波器为重点进行实验数据的观测。

2、熟悉函数信号发生器的使用。

五、实验步骤
1、示波器的通道1和通道2校准；
2、滤波器的输入端接正弦信号发生器或扫频电源，滤波器的输出端接示波器或交流数字毫伏表。

3、测试无源和有源低通滤波器的幅频特性。

①测试RC无源低通滤波器的幅频特性。

调节函数信号发生器，产生200Hz，1V的正弦波信号。

将其接到图2－2(a)所示电路的输入端，保持输入电压U I的幅值不变，逐渐改变其频率，观察输出电压U O幅值，并将测得的数据记录表一。

作图(a)RC无源低通滤波器的幅频特性曲线。

②测试RC有源低通滤器的幅频特性
实验电路如图2－2(b)所示。

将实验数据记入表二中。

RC无源低通滤器的幅频特性RC有源低通滤器的幅频特性
4、测试无源和有源高通滤波器的幅频特性。

5、测试无源和有源带通滤波器的幅频特性。

6、测试无源和有源带阻滤波器的幅频特性。

六、注意事项
1、在实验测量过程中，必须始终保持正弦波信号源的输出（即滤波器的输入）电压U1幅值不变，且输入信号幅度不宜过大。

2、在进行有源滤波器实验时，输出端不可短路，以免损坏运算放大器。

3、用扫频电源作为激励时，可很快得出实验结果，但必须熟读扫频电源的操作和使用说明。

七、思考题
1、试比较有源滤波器和无源滤器各自的优缺点。

答：
2、各类滤波器参数的改变，对滤波器特性有何影响？
答：
八、结论
1、
2、。