信号与线性系统分析高通滤波器实验报告.docVIP

《信号与线性系统分析》课程设计 高通滤波器的设计、制作及分析 学校：伊犁师范学院 单位：电子与信息工程学院 班级：电信11-2班 姓名：刘盼 学号：11071201030 指导老师：石雁祥 设计指标：截止频率为18KHz的高通滤波器 高通滤波器 高通滤波器的定义：让某一频率以上的信号分量通过，而对该频率以下的信号分量抑制的电容、电感与电阻等器件的组合装置。 Ｈ（jw） F/Hz 4、实际高通滤波器的幅频特性： 　 F/Hz 5、截止频率定义：用来说明电路频率特性指标的特殊频率。当保持电路输入信号的幅度不变，改变频率使输出信号幅度降至最大值的0.707倍，此时的频率称为截止频率。 二、滤波器的工作原理及电路图 1、设计低通滤波器的工作电路图如图（1）： Ui ＋ Uo ＋ － － 图（1） 2、 幅频特性： 令 可得：当时 f=18KHz是高通滤波器的截止频率，标称值电容C=0.022uF，由此得出R=402。 用MATLAB程序进行仿真程序: clear; r=400;c=0.000000022; f0=0;fn=30000;df=0.01; f=f0:df:fn; w=2.*pi.*f; a=(1./(w.*r.*c)).^2; H=(1./(1+a)).^0.5; plot(f,H); xlabel(f); ylabel(H); 运行仿真程序得到如图（2）的结果： 图（2） 三、高通滤波器的制作和测试 1、根据选定电阻、电容的参数，在实验室找到了欧姆电阻和微法电容，安装到电路板上，进行焊接。 焊接结果如图（3a）、图（3b）： 图（3a）焊接电路板的正面结构 图（3b）焊接电路板的背面结构 注：电路板规格为4cm×5cm；电容为直插瓷戒电容223;电阻为直插金属膜电阻196、210；普通跳线；导线若干。 对高通滤波器进行实验检测 实验仪器： 名称 参考型号 数量 用途 示波器 YB434OG 1 观察输入输出波形 函数信号发生器 YB2639 1 作为信号源 万用表 VC9807A 1 测电阻值 3、对示波器进行校准： （1）按下示波器电源“power”； （2）将时间“TOME/DIV”打到0.2ms； （3）将示波器“MODE”打到“CH1”，同时将“VOLTS/DIS”打到“1”； （4）将同轴测试电缆链接到“CH1”上，测试笔上的开关推到“×1”对CH1校准； （5）同理对“CH2”通道进行校准。 接入滤波器测试，如图（4a）、图（b）所示： 图（4a）滤波器接入电路全局图 图（4b）滤波器接入细节图 （1）将示波器“CH2” 的测试笔挂钩接到滤波器电路的输入端，上面的鳄鱼夹夹到输出端的地线上； （2）将示波器“CH1”上的测试笔挂钩接到电路的输出端，上面的鳄鱼夹夹到输出端的地线上； （3）打开函数信号发生器开关，输出端接上同轴测试电缆，把红色鳄鱼夹夹到滤波器电路输入端，黑色鳄鱼夹夹到滤波器电路的输出端地线上； （4）打开信号系统试验箱，将S1、S2、S3打亮，用一根导线接“GND”,d导线另一端接到滤波器电路输出端地线上； （5）示波器“MODE”打到“DUAL”，调节频率旋钮观察波形（如图（5）所示）； 图（5） （6）根据规定当输出的为最大输出的0.707倍时所对应的频率为截止频率。（看着函数信号发生器频率读数和示波器的波形，当输入电压与输出电压波形所对应的格数是0.707倍）。 （7）接入频率f和电压U，可用（CH2通道输入信号，输入电压始终为2.83V，调节频率按钮，调节输出电压）。 5、测量并读取记录数据： 表一 f/kHz 5 10 15 20 25 30