实验二1实验二_模拟滤波器频率特性测试汇总

1、一、实验目的1、掌握低通无源滤波器的设计；2、学会将无源低通滤波器向带通、高通滤波器的转换；3、了解常用有源低通滤波器、高通滤器、带通滤波器、带阻滤波器的结构与特性；二、预备知识1、学习“模拟滤波器的逼近”；2、系统函数的展开方法；3、低通滤波器的结构与转换方法；预习报告中回答以下问题：1、实际中常用的滤波器电路类型有哪些，有何特点？2、有源滤波器、无源滤波器的概念，优缺点和各自的应用场合？3、绘出低通、带通、带阻、高通四种滤波器的理想频响曲线及实际频响曲线，两者 有何根本区别，产生原因？三、实验原理模拟滤波器根据其通带的特征可分为：（1）低通滤波器：允许低频信号通过，将高频信号衰减；*（ 2

2、）高通滤波器：允许高频信号通过，将低频信号衰减；（3）带通滤波器：允许一定频带范围内的信号通过，将此频带外的信号衰减；（4） 带阻滤波器：阻止某一频带范围内的信号通过，而允许此频带以外的信号衰减;各种滤波器的频响特性图：（丿劲I木円（屮训图2一 1低通滤波器图2 一 2高通滤波器图2一 3带通滤波器图2一 4带阻滤波器在这四类滤波器中，又以低通滤波器最为典型，其它几种类型的滤波器均可从它转 化而来。1、系统的频率响应特性是指系统在正弦信号激励下系统的稳态响应随激励信号频率变 化的情况。用矢量形式表示：H(j J 二 H(j .) ej()其中：丨H(j 3 )丨为幅频特性，表示输出信号与输入信

3、号的幅度比随输入信号频率的变 化关系；$ ( 3 )为相频特性，表示输出信号与输入信号的相位差随输入信号频率的变化 关系。2、 H(j 3 )可根据系统函数 H(s)求得：H(j 3 )= H(s) | s=j 3因此，对于给定的电路可根 据S域模型先求出系统函数H(s)，再求H(j 3 )，然后讨论系统的频响特性。3、频响特性的测量可分别测量幅频特性和相频特性，幅频特性的测试采用改变激励信号的频率逐点测出响应的幅度，然后用描图法描出幅频特性曲线；相频特性的测量方法 亦可改变激励信号的频率用双踪示波器逐点测出输出信号与输入信号的延时t ,根据下面的公式推算出相位差() =2二一T当响应超前激励

4、时为(，)正，当响应落后激励时(-)为负。四、实验原理图CHJN1 | C RIC OUTR.IN2OUT22CR/2GNDGND INPUT示波器图2 一 5实验电路图中：R=38kQ, C=3900pF,红色框内为实验板上的电路。五、实验内容及步骤：将信号源CH1的信号波形调为正弦波，信号的幅度调为Vpp=10V。1、RC高通滤波器的频响特性的测量：将信号源的输出端（A）接实验板的IN1端，滤波后的信号0UT1接示波器的输入（B）。根据 被测电路的参数及系统的频特性，将输入信号的频率从低到高逐次改变十次以上（幅度保持Vipp=10v），逐个测量输出信号的峰峰值大小 （Vopp）及输出信号与

5、输入信号的相位差，并将测量数据填入表一：表Vi(V)101010101010101010101010101010f(152030354045505510152025303540Hz)0000000000000000000000Vo1.1.1.2.3.3.44.6.7.8.8.8.8.8.(v)4422696286024604400407276880.050240.0.0.0.0.0.0. 10.0.0.0.0. 1(30301010101010100000000000000)76886350251300371811080504038428726044868843079023976424682.

6、 RC低通滤波器的频响特性的测量:将信号源的输出（A）接实验板的IN2，滤波后的输出信号 OUT2接示波器的输入（B）。根 据被测电路的参数及系统的幅频特性，将输入信号的频率从低到高逐次改变十次以上（幅度保持Vipp=10v）,逐个测量输出信号的峰峰值大小（Vopp）及（3 ），并将测量数据填入表二：表二Vi(V )1010101010101010101010f(Hz )500700100012501500175020002500300035004000Vo(v )5.444.403.362.962.563.322.081.681.521.281.200.0100480.000.000.000

7、.000.000.000.000.000.000.00(3 )8164690853384714082376830144276322512226083.双TRC带阻滤波器的频响特性的测量:将实验板上的两输入端 IN1与IN2短接，输出端OUT1与OUT2短接；并将信号源的输出 （A）接实验板输入（IN1 ）或（IN2 ），滤波后的输出 OUT1或OUT2接示波器的输入（B）。根据 被测电路的参数及系统的幅频特性，将输入信号的频率从低到高逐次改变二十次以上（幅度保持 Vipp=10v）表三：逐个测量输出信号的峰峰值大小（Vopp）及（3 ），并将测量数据填入表三Vi(V )101010101010

8、1010101010f(Hz )30501001502002503504505007501000Vo(v )8.488.487.445.924.883.842.1620.661.783.240.03 10.030.030.020.020.02：0.010.010.010.000.00：(3 )7684541482651213527584884193275365338Vi(V )10101010101010101010f(Hz )1250150017502000225025003000350040004500Vo(v )4.245.125,766.326.727.047.527.848.088.

9、1600.000.000.000.000.000.000.000.0006280.000.00(3 )439628888251218841758413816106760565204396六、实验仪器：函数发生器一台 ，双踪示波器一台，实验板一块七、数据处理：1、整理实验数据，并以log f为横坐标，Vo/Vi为纵坐标，绘制三种滤波器的幅频特性曲线; 以log f为横坐标，0 （ 3 ）为纵坐标，绘制三种滤波器的相频特性曲线；并将测得的各滤波 器的截止频率与理论值进行比较。0 0口8罟 I口3X0相频特性梁的振动实验报告实验目的改变梁的边界条件，对比分析不同边界条件，梁的振动特性(频率、振型等)

10、 对比理论计算结果与实际测量结果。正确理解边界条件对振动特性的影响。实验内容对悬臂梁、简支梁进行振动特性对比，利用锤击法测量系统模态及阻尼比等。 实验原理1、固有频率的测定悬臂梁作为连续体的固有振动，其固有频率为：r 乂)？一A/，其中 r 二1,2,，其一、二、三、四阶时，rl =1.8751、4.6941、7.854810.9955简支梁的固有频率为：r=S2烏4,其中心2,.其一、二、三、四阶时，rl =4.73007.8532、10.995614.1372其中E为材料的弹性模量，I为梁截面的最小惯性矩，p为材料密度，A为 梁截面积，l为梁的长度。试件梁的结构尺寸：长 L=610mm,宽

11、b=49mm,厚度h=8.84mm.材料参数：45 #钢，弹性模量 E= 210 (GPa),密度=7800 (Kg/m3)横截面积：A= 4.33*10-4 (m2),截面惯性矩:bh394=2.82*10 (m)则梁的各阶固有频率即可计算出2、实验简图CArtIFlO?YEK51T1畑鈿】12TE彌1归E留&1泻TEareiY&振战则量综三仪掘功率朋信号那器力很屋仪女施度）内装信号采助础件计m图1悬臂梁实验简图图2简支梁实验简图实验仪器本次实验主要采用力锤、加速度传感器、YE6251数据采集仪、计算机等。图3和图4分别为悬臂梁和简支梁的实验装置图。图5为YE6251数据采集仪。图3悬臂梁实验装置图图4简支梁实验简图图5 YE6251数据采集分析系统实验步骤1:在教学装置选择中，选择结构类型为悬臂梁，如果选择等份数为17, 将需要测量17个测点。2:本试验可采用多点激励，单点响应的方式，如果是划分为17等份,请将拾振 点放在第5点。3:请将力锤的锤头换成尼龙头，并将力通道的低通滤波器设置为1K