Лабораторная работа № 2 исследование электрических фильтров
Ц
ель
работы:
теоретические исследования и моделирование
частотных характеристик электрических
фильтров.
Рабочее задание
1 Предварительный расчет (на базовом уровне)
Для заданного варианта задания рассчитать в соответствии с таблицей 1 требуемые фильтры (фильтр верхних частот – ФВЧ, фильтр нижних частот – ФНЧ, полосовой фильтр – ПФ или заграждающий фильтр – ЗФ).
Таблица 1
Номер варианта |
Тип фильтра на базовом уровне |
Тип фильтра на усложненном уровне |
|
RC-фильтр |
ПФ/ЗФ фильтр |
LC-фильтр |
|
1 - 8 |
ФВЧ |
ПФ |
ФНЧ Т-образный |
9 - 16 |
ФНЧ |
ЗФ |
ФВЧ Т-образный |
17 - 24 |
ФВЧ |
ЗФ |
ФНЧ П-образный |
25 - 32 |
ФНЧ |
ПФ |
ФВЧ П-образный |
При расчете использовать следующие значения параметров: R = 50 Ом; U1 = 10 В; С равно номеру варианта в мкФ; L = 100 мГн – для группы 1 и L = 200 мГн – для группы 2.
1.1 Для заданной схемы RC-фильтра определить частоту среза fС и частоту задержания fЗ (на рисунке 1,а представлена схема ФНЧ, а на рисунке 1,б – схема ФВЧ). 1.2 Рассчитать и занести в таблицу 2 дискретные значения АЧХ (KU(f)) и ФЧХ ((f)) для заданного RC-фильтра в режиме холостого хода для значений частот, указанных в таблице 2. Таблица 2. RC фильтр |
а) б) Рисунок 1 |
|||||||||
|
N = f / fC |
0,1 |
0,4 |
0,7 |
1 |
2 |
5 |
10 |
|
|
|
f, Гц |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
KU(f) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(f), |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.3 По расчетным значениям из таблицы 2 построить АЧХ и ФЧХ фильтров. Значения f откладывать в.
логарифмическом масштабе. Отметить на АЧХ и ФЧХ значения частоты среза и частоты задержания 1.4 Для заданной схемы ПФ или РФ (рисунок 2,а или б) рассчитать значения резонансной частоты f0 и частот среза fС1 и fС2 . 1.5 Для каждого значения частоты, указанного в таблице 3, рассчитать для заданного ПФ или РФ дискретные значения АЧХ KU(f) и ФЧХ (f) в режиме холостого хода. Полученные значения занести в таблицу 3. |
а б Рисунок 2 |
Таблица 3. Полосовой (заграждающий) фильтр
n = f / f0 |
0,1 |
0,7 |
0,9 |
1 |
1,1 |
1,3 |
10 |
f, Гц |
|
|
|
|
|
|
|
KU(f) |
|
|
|
|
|
|
|
(f), |
|
|
|
|
|
|
|
1.6 По расчетным значениям из таблицы 3 построить АЧХ и ФЧХ фильтров. Значения f откладывать в логарифмическом масштабе. Отметить на АЧХ и ФЧХ значения резонансной частоты и частот среза.