19、滤波器、频域与二极管知识解析

滤波器、频域与二极管知识解析

1. 滤波器与频域实验

在相关实验中，涉及到测量周期性波形的傅里叶分量。具体操作步骤如下：
1. 信号输入 ：将频率为 1kHz、峰值为 6V 的正弦波施加到 Vref 输入，同时将频率为 1kHz、峰值为 6V 的方波施加到 Vin。使用函数发生器时，方波选择 1K 范围，正弦波选择 10K 范围。
2. 频率调节 ：将 Vref（正弦波）在 10K 刻度可访问的整个频率范围内进行调节。当它的频率 ωr 接近 nω0 时，示波器上会出现一个差频正弦波。其振幅与方波在 nω0 处的傅里叶系数 an 成正比。
3. 数据记录与分析 ：记录方波各傅里叶分量的振幅，直至 n = 21 左右。在对数刻度上绘制振幅 an 与 n 的关系图，并判断结果是否与理论分析一致。
4. 波形替换与重复实验 ：将方波替换为三角波，重复上述测量和分析步骤，并将结果与计算值进行比较。

此外，还有一个实践测试，即对一个神秘盒子输出的波形进行诊断和理解。具体操作如下：
1. 设计电路去除直流分量 ：设计并连接一个电路，该电路能够在不影响交流分量的情况下去除波形中的直流分量。
2. 添加低通滤波器 ：在上述电路的滤波阶段之后添加一个低通滤波器，其截止频率为信号频率的 10 倍。

下面用 mermaid 流程图展示实验步骤：