肘型电缆头
综合性、设计性实验
异形玻璃一、实验目的
在软硬件常规实验的基础上，运用“信号与系统”的理论知识，设计、分析、测试基本电路系统，初步掌握综合运用理论知识、软件仿真以及硬件测试进行简单系统的设计与分析的基本方法。为同学创造应用实践的契机，培养同学的自学能力和钻研能力。 二、基本要求
（1）阅读教师给出的参考资料；
(2）通过查纸质资料和网络资料，独立地提出研究问题的设计方案;
（3）编程实现连续系统的计算机仿真；
（4）完成硬件电路制作与硬件测试；
（5）综合理论基础、软件仿真与硬件测试结果进行分析与讨论;
（6) 最后撰写出实验报告。
三、原理说明
1、滤波器
滤波器是一种能使有用信号顺利通过而同时对无用频率信号进行抑制(或衰减)的电子装置.工程上常用它来做信号处理、数据传送和抑制干扰等.以往主要采用无源元件R、L和C组成模拟滤波器，六十年代以来，集成运放获得了迅速地发展，由它和R、C组成的源滤波器，具有不用电感、体积小、重量轻等优点。此外，由于集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高，而输出阻抗又很低，而且，由其构成的有源滤波器还具且一定的电压放大和缓冲作用。因此，基于放大器和R、C构成的有源滤波器应用日益广泛。 2、滤波器的主要参数
中心频率：滤波器通带的频率f0，一般取f0=（f1+f2)/2,f1、f2为带通或带阻滤波器左、右相对下降1dB或3dB边频点。窄带滤波器常以插损最小点为中心频率计算通带带宽。 天燃气燃烧机
H
u
A
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截止频率：指低通滤波器的通带右边频点及高通滤波器的通带左边频点。通常以1dB 或3dB相对损耗点来标准定义。相对损耗的参考基准为：低通以DC处插损为基准，高通则以未出现寄生阻带的足够高通带频率处插损为基准。
通带带宽：指需要通过的频谱宽度,BWxdB=（f2—f1).f1、f2为以中心频率f0处插入损耗为基准，下降X(dB)处对应的左、右边频点。通常用X=3、1、0.5 即BW3dB、BW1dB、BW0。5dB 表征滤波器通带带宽参数。分数带宽(fractional bandwidth）
=BW3dB/f0×100［％］，也常用来表征滤波器通带带宽.
纹波：指1dB或3dB带宽（截止频率）范围内，插损随频率在损耗均值曲线基础上波动的峰-峰值。
延迟：指信号通过滤波器所需要的时间，数值上为传输相位函数对角频率的导数，即Td=df/dv。
3、滤波器的分类
Ⅰ、低通滤波器：
它的功能是通过从0到某一截止频率f h低频信号，而对大于f h所有频率则给予衰减。
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图1.1
Ⅱ、高通滤波器
在0〈f〈f L范围内的频率为阻带，高于f L的频率为通带。
电子管功放电路u
精炼渣
A
H
L
阻带 通带
图1。2
Ⅲ、带通滤波器
在f L <f <f H 范围内的频率为通带，其余频率为阻带。
图1.3
四、实验内容
本次综设实验设计一个二阶巴特沃斯滤波器。(截止频率20k ） Ⅰ、理论分析
巴特沃斯响应能够最大化滤波器的通带平坦度。该响应非常平坦，接近DC 信号，然后慢慢衰减至截止频率点为-3dB ，最终逼近—20ndB/decade 的衰减率，其中n 为滤波器的阶数。
其中巴特沃斯二阶滤波基础电路如图2.1所示。
图2.1传输函数：
其中，令通带增益：
等效品质因数：
特征角频率：
则
注：只有在当时滤波电路才能稳定工作.系统的滤波截止频率计算公式如下：
电路图如下：
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