表5-5 无源和有源带阻滤波器幅频特性的数据记录
无源 有源 频率0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.9 1.2 1.4 1.7 2 3 4 6 频率0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.7 2 3 4 6 10 /KHz 电压/V 6.8 6.2 4.8 3.6 2.4 1.68 0.6 0.6 1.2 2.5 4.2 5.6 6 /KHz 电压/V 8 8 7.6 7.12 6.6 4 2.16 0.9 0.6 2 4.6 6 7.12
图5-5无源和有源带阻滤波器幅频特性曲线
比较分析各类无源和有源滤器的滤波特性：无源滤波器，有源滤波器的开环电压增益和输入阻抗均很高，输出电阻小，延时较短，波形更加陡峭，具有一定的电压放大和缓冲作用。 六、结果分析
1．示波器所测滤波器的实际幅频特性与计算出的理想幅频特性有何区别？ 答：实际幅频曲线下滑坡度比较大，过渡频率范围比较长，不像理想幅频曲线那样陡度陡翘，实际电路往往存在一定延时造成这种情况。
2．如果要实现LPF、HPF、BPF、BEF源滤器之间的转换，应如何连接？
答：通过电路的组合连接，可以实现以上四种滤波电路的转换，由于高通滤波器与低通滤波器间有着下列的关系：HHigh(j?)?1?HLow(j?),式中
HHigh(j?)为高通滤波器的幅频特性，HLow(j?)为低通滤波器的幅频特性。如果已知HLow(j?)，就可由上式可求得对应的HHigh(j?)；反之亦然；如果高通滤波器的下限fH大于低通滤波器的上限fL,则将两者串联起来可以组合成带阻滤波器；如果高通滤波器的下限fH小于低通滤波器的上限fL,则两者串起来可以组合成带通滤波器。
实验六 低通、高通、带通、带阻滤波器间的变换
一、实验目的
1． 由低通滤波器变换为高通滤波器。 2． 由高通滤波器变换为低通滤波器。
3．在一定条件下，由低通和高通滤波器构成带通滤波器。 4．在一定条件下，由低通和高通滤波器构成带阻滤波器。
通过本次实验能够进一步理解低通、高通和带通等不同类型滤波器间的转换关系；能够熟悉低通、高通、带通和带阻滤波器的模拟电路，并掌握其参数的设计原则。 二、实验原理
1．高通滤波器与低通滤波器间
通过电路的组合连接，可以实现低通、高通、带通、带阻四种滤波电路的转
换，由于高通滤波器与低通滤波器间有着下列的关系：
HHigh(j?)?1?HLow(j?),式中HHigh(j?)为高通滤波器的幅频特性，
HLow(j?)为低通滤波器的幅频特性。如果已知HLow(j?)，就可由上式可求得对
应的HHigh(j?)；反之亦然。
2．带通滤波器的幅频特性HBand(j?)与低通、高通滤波器幅频特性间的关系
设ωCL为低通滤波器的带宽频率，ωCH为高通滤波器的带宽频率，如果
ωCL?ωCH，则由它们可串联构成一个带通滤波器。
3． 带阻滤波器的幅频特性HBlock(jω)与低通、高通滤波器幅频特性间的关系 如果低通滤波器的带宽频率ωCL小于高通滤波器的带宽频率ωCH，则由它们可串联构成一个带阻滤波器。（参照实验指导书实验六） 三、实验设备
1．信号与系统基本实验模块——实验电路板6 2．双路输出直流稳压电源 3．函数发生器 4．数字示波器
5．交流数字电压表 四、实验步骤
本次实验利用实验电路板6—低通、高通、带通、带阻滤波器间的变换，电路的原理图以及参数在《信号与系统基础实验》第22页。图中，由低通输出端TP1与高通滤波电路串联合成带通电路，输出端为TP2；TP3为低通输出端、TP4为高通输出端，有它们合成带阻电路，输出端为TP5。以下为主要的实验步骤： 1．实验电路接通电源（有源滤波器电路）。
2．将函数信号发生器输出的正弦信号接入无源（或有源）滤波器的输入端， 调节该正弦信号频率（由小到大改变）时,用示波器观察其低通滤波器输出幅值的变化。
3．按步骤1，逐步用示波器或数字万用表观察测量LPF、HPF、BPF、BEF输出幅值的变化。 五、实验结果 ①
记录输出幅值
表6-1 TP1低通滤波器输出幅值
f/KHZ 0.1 0.7 1 U/V 7.6 7 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8 10 20 6.48 5.6 4.8 4.2 3.6 2.88 2.56 2.16 1.8 1.52 0.96 表6-2 TP2带通滤波器输出幅值
f/KHZ 0.05 0.08 0.1 U/V 0.15 0.2 0.3 0.5 1 1.5 2 4 7 1.68 3.36 4.16 5.28 5.92 6.56 6.8 6.24 5.36 4.56 2.72 1.3 表6-3 TP3低通滤波器输出幅值
f/KHZ 0.1 U/V 0.15 0.2 0.25 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1 1.5 6.24 5.36 4.56 3.92 3.44 2.8 2.32 2 1.68 1.36 1.12 0.88 表6-4 TP4高通滤波器输出幅值
f/KHZ 0.1 U/V 0.4 0.6 0.8 1 1.5 2 2.5 5 14 20 30 100 0.56 1.92 2.8 3.44 4 5.2 5.92 6.4 7.2 6 5.04 3.84 1.68