4. Домашнє завдання

1. Вивчити схеми різних фільтрів - ФНЧ, ФВЧ, ПФ, ЗФ та фізичні процеси в них.

2. Вважаючи, що інтегральний операційний підсилювач ідеальний (R_вх=∞, R_вих=0, підсилення μ=∞ та Δf=∞) визначити функції передачі

K_{U }p_

приведених в табл. 4.1 фільтрів в символьній формі.

3. Для даних на схемі (рис.4.2) чисельних значень параметрів резисторів та конденсаторів отримати аналітичні вирази для модуля K_U(f) та аргументу φ(f) функцій передачі всіх фільтрів.

4. Побудувати графіки (в олівці) частотних характеристик фільтрів:

1. амплітудно-частотну характеристику K_U = K_U(f),

2. фазочастотнухарактеристикуφ = φ(f).

5. Проведення лабораторних досліджень

1. Включити установку для дослідження лабораторного модуля

«ARC-Ф» відповідно до блок-схеми (рис. 4.1.) та включити мережеву напругу 220 В.

1. Виміряти і побудувати графіки амплітудно-частотної K_U(f) та фазочастотної φ(f) характеристик активних фільтрів ФНЧ-1, ФВЧ-1, ФНЧ- 2, ФВЧ-2, ПФ-2, ЗФ-2 при R_г = 0 Ом, U₁ = 0.5 В. Визначити параметри частотних характеристик:

• нижню граничнучастоту f_н,

• верхню граничну частоту f_в,

• смугу пропускання Δf = f_в - f_н,

• широкосмузність Д=K_U0·Δf, при допустимих коефіцієнтах нерівномірності на нижніх і верхніх частотах M_нд=0.707 та M_нд=0.707.

Результати вимірювань частотних характеристик в табл. 4.2 та на рис. 4.3 тарис. 4.4.

Таблиця 4.2. До вимірювань АЧХта ФЧХARC-фільтрів, при R_г = 0 Ом,U₁ = 0.5 В.

ФНЧ								ФВЧ								ПФ				ЗФ
ФНЧ-1 (П1)				ФНЧ-2 (П3)				ФВЧ-1 (П2)				ФВЧ-2 (П4)				ПФ-2 (П5)				ЗФ-2 (П6)
f, Гц lg f	U2,мВ	KU	φ	f, Гц lg f	U2,мВ	KU	φ	f, Гц lg f	U2,мВ	KU	φ	f, Гц lg f	U2,мВ	KU	φ	f, Гц lg f	U2,мВ	KU	φ	f, Гц lg f	U2,мВ	KU	φ
20 1.30				20 1.30				20 1.30				20 1.30				20 1.30				100 2.0
100 2.0				500 2.70				100 2.0				200 2.3				500 2.70				200 2.3
150 2.18				1000 3.00				500 2.70				500 2.70				600 2.78				500 2.70
200 2.3				5000 3.70				1000 3.00				1000 3.00				800 2.90				800 2.90
300 2.48				10000 4.00				2000 3.30				1500 3.18				900 2.95				1000 3.00
500 2.70				13000 4.11				3000 3.48				2000 3.30				1000 3.00				1200 3.08
1000 3.00				15000 4.18				5000 3.70				3000 3.48				1200 3.08				1500 3.18
2000 3.30				20000 4.30				8000 3.90				4000 3.60				1500 3.18				2000 3.30
5000 3.70				30000 4.48				15000 4.18				5000 3.70				2000 3.30				5000 3.70
10000 4.00				50000 4.70				20000 4.30				20000 4.30				3000 3.48				10000 4.00
fс				fс				fс				fс				f0				f0
																fн				fн
																fв				fв
Δf				Δf				-	-			-	-			Δf				Δf
Д=KUΔf				Д=KUΔf				-	-			-	-			Д=KUΔf				Д=KUΔf

55

а) б)

Рис.4.3. Нормовані АЧХ та ФЧХ: а) ФНЧ,б) ФВЧ.

а) б)

Рис.4.4. Нормовані АЧХ та ФЧХ: а) ПФ-2, б) ЗФ-2.

56

3. Виміряти тапобудувати графіки амплітудних характеристик

U₂ U_{2 }U_{1 }

на частоті зрізу f_c ФНЧ-2, ФВЧ-2, ПФ-2, ЗФ-2 при R_г = 0 Ом.

Визначити вхідний динамічний діапазон вхідного сигналу

Д ^Umax , де U -

max

^Umin

максимальна амплітуда вхідної напруги, при якій виникають допустимі нелінійні спотворення вихідної напруги, U_min - мінімальна амплітуда вхідної

напруги, помітна нарівні шумів при заданому відношенні ^сигнал .

шум

Результати вимірювань амплітудних характеристик внести в табл. 4.3 та на рис. 4.5.

4. Порівняти результати розрахунків і вимірювань. Сформулювати висновки по кожному пункту робочого завдання.

Таблиця 4.3. До вимірювань амплітудної характеристики ARC-фільтрів, при

f=f_гр, R_г=0 Ом.

№	Амплітудна характеристика
	ФНЧ-2 (П3) fc=		ФВЧ-2 (П4) fc=		ПФ-2 (П5) fн=		ЗФ-2 (П6) fн=
	U1, мВ	U2, мВ	U1, мВ	U2, мВ	U1, мВ	U2, мВ	U1, мВ	U2, мВ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Umax
Umin
Д Umax
Umin

Рис. 4.5. Амплітудні характеристики: ФНЧ-2 (1), ФВЧ-2 (2), ПФ-2 (3),ЗФ-2 (4).