一、实验目的
1、熟悉滤波器构成及其特性。
2、学会测量滤波器幅频特性的方法。
二、实验仪器
1、双踪示波器 1台
3、抽样定理及滤波器模块 1块
三、实验原理
滤波器是一种能使有用频率信号通过而同时抑制（或大为衰减）无用频率信号的电子装置。工程上常用它作信号处理、数据传送和抑制干扰等。这里主要是讨论模拟滤波器。以往这种
滤波电路主要采用无源元件R、L和C组成，60年代以来，集成运放获得了迅速发展，由它和R、C组成的有源滤波电路，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，输出阻抗又低，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。但是，集成运放的带宽有限，所以目前有源滤波电路的工作频率难以做得很高，这是它的不足之处。 基本概念及初步定义
1、初步定义
滤波电路的一般结构如图4-1所示。图中的表示输入信号，为输出信号。
假设滤波器是一个线性时不变网络，则在复频域内有
A（s）＝Vo(s)/Vi(s)
图4-1 滤波器电路的一般结构
动植物检疫式中A（s）是滤波电路的电压传递函数，一般为复数。对于实际频率来说（s=jω）则有
A（jω）＝│A（jω）│ejφ(ω) （4-1）
这里│A（jω）│为传递函数的模，φ(ω)为其相位角。
二阶RC滤波器的传输函数如下表所示：
类型 | 传输函数 | 备注 |
低通 | | AV——电压增益 四神茶ωc——低、高通滤波器的截至角频率 ωo——带阻塞、带阻滤波器的中心角频率 Q——品质因数，Q≈ωo/BW或fo/BW(当BW<<ωo时) BW——带通、带阻滤波器的带宽 | 观沧海赏析
高通 | |
发现与创造带通 | |
带阻 | |
| 双宿主机防火墙 | |
此外，在滤波电路中关心的另一个量是时延τ（ω），它定义为
（4-2）
通常用幅频响应来表征一个滤波电路的特性，欲使信号通过滤波器的失真很小，则相位和时延响应亦需考虑。当相位响应φ(ω)作线性变化，即时延响应τ(ω）为常数时，输出信号才可能避免失真。 2.滤波电路的分类
对于幅频响应，通常把能够通过的信号频率范围定义为通带，而把受阻或衰减的信号频率范围称为阻带，通带和阻带的界限频率叫做截止频率fc。
理想滤波电路在通带内应具有零衰减的幅频响应和线性的相位响应，而在阻带内应具有无限大的幅度衰减（│A（jω）│＝０）。通常通带和阻带的相互位置不同，滤波电路通常可分为以下几类：
图4-2 各种滤波电路的幅频响应
（a）低通滤波电路(LPF) （b）高通滤波电路(HPF)
（c）带通滤波电路(BPF) （d）带阻滤波电路(BPF)
低通滤波电路：其幅频响应如图4-2a所示，图中Ao表示低频增益│A│增益的幅值。由图可知，它的功能是通过从零到某一截止角频率的低频信号，而对大于的所有频率完全衰减，因此其带宽BW＝。
高通滤波电路：其幅频响应如图4-2b所示，由图可以看到，在0＜ω＜范围内的频率为阻带，高于的频率为通带。从理论上来说，它的带宽BW＝∞，但实际上，由于受有源器件带宽的限制，高通滤波电路的带宽也是有限的。
带通滤波电路：其幅频响应如图4-2c所示，图中为低边截止角频率，高边截止角频率，为中心角频率。由图可知，它有两个阻带：0＜ω＜和ω＞，因此带宽BW＝－。
带阻滤波电路：其幅频响应如图4-2d所示，由图可知，它有两个通带：在0＜ω＜和ω＞，和一个阻带：＜ω＜。因此它的功能是衰减太原电视台新闻频道到间的信号。同高通滤波电路相似，由于受有源器件带宽的限制，通带ω＞也是有限的。带阻滤波电路抑制频带中点所在角频率也叫中心角频率。
本系统中某次实验所测滤波器的截止频率参考值如下：（注：由于元器件自身因素，会影响截止频率的精度。所以实验实测时允许误差。）
无源低通滤波器20KHz；有源低通17KHz；无源高通14.5KHz；有源高通14.5KHz；无源带通FL=1.3KHz、FH=18.5KHz；有源带通FL=2.4KHz、FH=20.8KHz；无源带阻FL=4.1KHz、FH=65.2KHz；有源带阻FL=6.5KHz、FH=38KHz。
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