信号与系统设计性设计性实验报告

1、广州大学?信号与系统实验?综合设计性实验报告册实验工程：选频网络的设计及应用研究学院：物理与电子工程学院年级专业班：电子 132132姓名：黎杰华学号:1:1319200055319200055 成绩：实验地点：电子楼 316316 指导老师:承江红?综合设计性实验?预习报告实验工程：选频网络的设计及应用研究一引言：设计性实验的目的,第一是培养学生的自行学习和自我实践的能力,第二是检查学生对前一阶段实验方法、实验手段和实验内容的掌握情况.二实验目的：(1)熟悉选频网络特性、结构及其应用,掌握选频网络的特点及其设计方法.(2)学会用交流亳伏表和示波器测定选频网络的幅频特性和相频特性.三实验原理：

2、(1)选频网络在信号分解、振荡电路及其收音机等方面有诸多应用.比方,利用选频网络可以挑选出一个周期信号中的基波和高次谐波.选频网络的类型和结构有很多,比方可以利用电阻、电容元件构建一个文氏电桥电一II-路(如图 2-13-1 所示),该电路即为一个 5 二二匚班无源的选频电路.由于该电路结构简单,o图2-1八】文氏电桥电器被广泛用于低频振荡电路中作为选频环节,可以获得很高纯度的正弦波电压.图 2-13-1 所示的文氏电桥电路是无源带通滤波器,假设直接作为本实验的选频网络可能效果上并不能到达最正确,期望能够设计出更好更适合本实验要求的选频网络.(2)从滤波器的特性上分析,选频网络属于窄带通滤波器

3、,其幅频特性与相频特性如图 2-13-2 所示.(3)选频网络的性能指标分别为：中央频率f.： 当输入信号幅值不变、 频率可调时,在f.处可以获得最大输出,即是频率为f.的信号被选出,而其他频率的信号被衰减.上限频率fH和下限频率fL：对于选频网络来说,在fL和fH处的响应幅频值为其最大值的.7.7 倍.通频带 BWBW=fH-fL,BWS 映,在fL和fH之间的频率信号可以通过选频网络,而其他频率信号那么被滤掉.品质因数Q:品质因数反映了选频网络的选择性.网络的选择性越好.品质因数 Q 可以用下式算出:f0fH-fLQ 越大,那么选频图2-D-2卒帚通渡波器的赚率相心曲缜情驰特件曲叁；(bl

4、用基悔性拍找四实验内容：首先,将一个频率为 2000HM 有效值为 1V 的周期锯齿波的基涉及 2?7次谐波选出,然后,选取几个适宜的谐波分别叠加成周期方波、 周期三角波和周期锯齿波.为了将周期锯齿波的基涉及 2?7 次谐波选出,请设计所需要的选频网络,为了到达较好的选频效果,特规定各个选频网络的品质因数范围为：5Q.设计合成周期信号所需要的相位调节器、幅度调节器和加法器.设计并画出各个电路,确定组件的参数,焊接成完整的电路板.对电路的性能进行测试并完成实验报告.五重点问题：(1)如何通过实验的方法找到带通滤波器的中央频率、 上下限频率及带通滤波器的通频带和品质因数.(2)如何确定测试选频网络

5、各项性能的测试方案.六参考文献：1谢自美.?电子线路设计实验测试?第三版.华中科技大学出版社2杨翠娥.?高频电子线路实验与课程设计?.哈尔滨工程大学出版社3何中庸?高频电总设计与制作?.科学出版社广州大学原始数据记录表学生姓名黎杰华学号 13192000551319200055班别电子 132132 专业电子信息科学与技术学院物理与电子工程学院实验工程选频网络的设计及应用研究指导老师承江红实验进行时间 2021 年 5 月 15 日 13 时至 15 时实验地点电子信息楼 316原始数据记录：fLf0fHQfH-fL1936Hz1996Hz2083Hz13.58备注:注：1此表格不够可加页；2

6、此表格须连同实验报告一起交给任课老师?综合设计性实验?实验报告实验名称：选频网络的设计及应用研究一实验要求：将一个频率为 2000Hz、有效值为 1V 的周期锯齿波的基涉及 2?7 次谐波选出,然后,选取几个适宜的谐波分别叠加成周期方波、 周期三角波和周期锯齿波.为了将周期锯齿波的基涉及 2?7次谐波选出,请设计所需要的选频网络,为了到达较好的选频效果,特规定各个选频网络的品质因数范围为：5Q.设计合成周期信号所需要的相位调节器、幅度调节器和加法器.设计并画出各个电路,确定组件的参数,焊接成完整的电路板.对电路的性能进行测试并完成实验报告.二实验仪器：20Mhz 双踪示波器一台.函数信号发生器

7、一台外置.仿真软件一套.电阻、电容、电感、集成运放块、电路板、导线等组件一批.电烙铁、万用表、交流毫伏表等设备、工具一套.三实验步骤与设计:H(s)传递函数：2sRiC111ssR1cR2R3C12231中央频率：f0TRC1)查找相关设计滤波器的书籍、资料.设计电路图,电路如下列图:2)计算参数首先固定 C=0.033uF,根据实验要求f0=2000Hz1Rrcf?24k由于 R1=RR2=2R所以 R=R1=2.4kQ,R2=4.8kQ设计Q50,贝ijR3=2.446kQRf=4.823kQ品质因数：QW0其,其中 W=2f03)Multisim 仿真液鼻乳同蚊不胪i由仿真求得的中央频率

8、fo=1.995kHz下限频率fL=1.973kHz上线频率fH=2.008kHz品质因数：Q57储-fi_4元件清单面包板、两个 OP07CP电阻：2.4kQ*2(RR1)4.7kQ*1100Q*1(R、R1)10kQ 滑动变阻器*2(RSRf)电容：0.033uF*2CC2导线假设干5实验调试步骤1、按设计电路图连接电路2、输入一个 2000Hz 的三角波信号,左右微调输入频率,当输出波形幅值恰好从大变小时,此时的输入频率即为中央频率,测得中央频率为 1996Hz3f01996=13.58fH-fL2083-19363、记录在中央频率时的输出幅值,幅值除以 0.707 即为上、下限频率的幅

9、值,左右改变输入频率找上、下限频率并记录数据.测得 fH=2.083kHZfL=1.936kHZ四数据处理及实验结果表示:fLf0fHQfH-fL1936Hz1996Hz2083Hz13.58五实验结果分析与结论：误差分析：1、中央频率的偏差,主要是由于 R3Rf 的阻值与仿真值存在一定误差.用万用表测量R3Rf的真实阻值约为 2435Q,比计算值 2446Q 小.而 Rf 真实阻值约为 4856Q,比仿真值 4800Q 大.所以就造成了中央频率的偏离.2、实验中测量计算出来的 Q 值与仿真值误差较大,原因有：(1)实验中 Rf 与 R3 为可调电阻,与仿真值有较大的不同,而 Rf、R3 又决定