电磁兼容电路课程-EMI信号线滤波器时频域滤波特性测试分析实验报告

1、信号线滤波器时频域滤波特性测试分析实验报告一、实验目的首先从原理上掌握信号线滤波器的网络特性响应，其次了解信号源、示波 器、频谱仪和网络分析仪等实验仪器的工作原理，并熟练掌握仪器的基本操作 流程，通过示波器观察方波信号经过网线滤波器和 RS232总线滤波器后的波形 变化特征，并通过频谱仪观察接入滤波器前后，方波频谱的变化特点。二、实验原理Q信号源图1时域测试原理图图2频域测试原理图三、实验仪器1. 信号源（产生方波信号）2. 频谱分析仪（在频域范围内分析信号，显示出谱线）3. 示波器（在时域范围内分析信号）4. 滤波器插入损耗测试夹具5. 测试电缆及附件6. RJ45（网线）滤波器 TF-10

2、C041048RS232总线滤波器 TF-1018011513四、实验内容及操作步骤（一 ） 时 域滤波特性测试通过信号源发出重复频率F,幅值为A,占空比50%的方波信号，通过示波器观察接入滤波器前后的波形特征，并记录波形上升沿时间，分析产生变化的原因。（二 ） 频 域滤波特性测试通过信号源发出重复频率F,幅值为A,占空比50%的方波信号，通过频谱 仪观察接入滤波器前后方波信号的频谱特征，保存频谱曲线图，记录各谐波分量的幅值，并计算其插入损耗。（三 ） 实 验注意事项（ 1）将线路全部收进屏蔽金属盒内；（ 2）查看波形时，将屏幕调整至可清晰查看2-3 个波形。五、实验结果记录处理*统20lgU

3、/dB 频率直通RJ45 （网线）滤波器RS232总线滤波器基波：500kHz-0.67-10.47-6.16三次谐波：1.5MHz-10.21-21.39-39.22五次谐波：2.5MHz-14.67-26.16-53.60七次谐波：3.5MHz-17.61-29.13-62.35九次谐波：4.5MHz-19.83-31.40-69.17一次谐波：5.5MHz-21.59-33.14-76.07系统直通RJ45（网线）滤波器RS232总线滤波器波形方形类似方形锯齿形上升沿时间4.7ns51.0ns263.2ns（a）直通（b）网线滤波器（c）总线滤波器图3波形图方波信号经过RJ45（网线）滤

4、波器的插入损耗为:IL网线201g U直通-20lg U网线,经过RS232总线滤波器的插入损耗为:IL总线 201g U 直通 -201g U 总线,根据上述二式，做出插入损耗曲线图，如下图 4100.511.522.533.544.555.5频率/MHzRS232总线滤波器RJ45 （网线）滤波器o o o O 5 4 3 2 旦耗损入插图4插入损耗曲线图六、实验结果分析1、方波信号频谱有何特征？答：方波信号频谱具有以下三个特征：（1）离散性。方波信号频谱为非周 期性离散的线状频谱，非周期性离散的线状频谱，连接各个谱线顶点的曲线为 频谱的包络线，它反映了各频率分量的幅度随频率的变化情况；（

5、2）谐波性。方波信号谱线为等距离分布，任意两谐波的频率之比都是整数或整数比，各次 谐波的频率都是基频的整数倍；（3）收敛性。随着频率增加，幅值减小，最终 趋于零，另外幅值越小意味着该频率成分在整个信号中所占比重越小。2、方波信号经过滤波器后其波形有什么变化？结合频域分析结果根据傅里叶变 换分析产生变化的原因。答：方波信号经过（总线）滤波器，波形由方形变为锯齿形。不妨设方波信 2号U（t）周期为T,基频0=（，将其做傅里叶变换，a0U （t） （an cosn 0t bn sin °t）,2 n 1其中,bnT2 T2T2 T2U(t)cosn 0tdt,U (t)sin n 0tdt, n 0,1,2,由上述内容可知，信号中高频成分（n较大）对应的系数an，bn较小,占整个信号的比重较小。方波信号经过过滤器后，高频成分被滤除, 幅值较大的低频信号，可看做低次谐波的叠加，波形与正弦波类似, 形、上升沿时间变长。即高频成分 信号中仅存 故呈现锯齿七、实验感想与体会记得老师上课讲过方波信号可看做谐波叠加，当时只记得这样一句话“上升沿越陡，高频成分越多&q