Лабораторная работа №10. Исследование пассивных фильтров типа «К» с помощью компьютерного моделирования
10.Цель работы
Исследовать частотные характеристики коэффициента затухания (а) и коэффициента фазы (в) для простейших низкочастотных (ФНЧ) и высокочастотных (ФВЧ) фильтров.
10.2 Подготовка к работе
Повторить разделы Четырехполюсники и электрические фильтры.
10.2.2 Выбрать согласно варианту схему и параметры фильтра (таблицы 10.1, 10.2).
10.2.1 Какие типы фильтров вы знаете?
10.2.2 Дайте понятия низкочастотного, высокочастотного, полосного и заграждающего фильтров.
10.2.3 Дайте определение вторичных параметров фильтров. В каких единицах они измеряются?
10.2.4 Что такое область пропускания и область затухания идеального фильтра?
10.2.5 Что такое согласованный режим работы фильтра?
10.2.6 Привести П-образную и Т-образную схемы ФНЧ?
10.2.7 Привести П-образную и Т-образную схемы ФВЧ?
10.2.8 Привести графики зависимостей для a(w) и b(w) ФНЧ.
10.2.9 Привести графики зависимостей для а(w) и b(w) ФВЧ.
10.2.10 Привести расчётные формулы fср и r для ФНЧ.
10.2.11 Привести расчётные формулы fср и r для ФВЧ.
102.12 Рассчитать fср. и r согласно варианту (таблица 10.1).Результаты занести втаблицу(10.2).
10.3 Порядок выполнения работы
10.3.1 Собрать цепь (рисунок 10.1), включив в неё исследуемый фильтр согласно заданному варианту (таблица10.1).
Таблица 10.1
| № варианта | Тип Фильтра | Схема фильтра | U1(В) | L(мГн) | С(мкФ) |
| ФНЧ | Т-схема | 0,5 | |||
| ФВЧ | Т-схема | 0,5 | |||
| ФНЧ | П-схема | 0,5 | |||
| ФВЧ | П-схема | 0,5 | |||
| ФНЧ | Т-схема | 0,25 |
10.3.2 Установить значения U1, L и C, Rн =r согласно варианту (таблица 10.1).
Фильтры низкочастотные
П-образный фильтр
Т-образный фильтр
Фильтры высокочастотные
П-образный фильтр
 |
Т-образный фильтр
Рисунок 10.1
10.3.3 Изменяя частоту генератора f=0,1fср до f=2fср измерить напряжения U2 на выходе фильтра. В зоне пропускания и затухания снять по 5-6 значений. Напряжение на входе фильтра U1 поддерживать постоянным. Результаты измерений занести в таблицу 10.2.
Таблица 10.2
    
| ||||
 , Гц
| 
| 
|  , Нп
| 
|
.
.
.
|
10.4 Обработка результатов экспериментов
10.4.1 Рассчитать коэффициент затухания а(f) и коэффициент фазы b(f),
10.42 Построить экспериментальные графики а(f) и b(f) по данным таблицы 10.2.
10.4.3 Построить теоретические графики а(f) и b(f) (табл 10.3 или 10.4).
10.4.4 Сделать выводы о проделанной работе: сравнить теоретические графики а(f) и b(f) с экспериментальными и объяснить их различие, проанализировать зависимость а(f) и b(f) в полосе пропускания и в полосе задерживания.
Таблица 10.3
| ФНЧ | f/f0 | 0,2 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | 1,1 | 1,2 |
| а,Нп | 0,90 | 1,26 | |||||||||
| +в, град |
Продолжение таблицы 9.3
| ФНЧ | f/f0 | 1,3 | 1,5 | 1,6 | 2,0 | 3,0 | 4,0 | ||||
| а,Нп | 1,52 | 1,94 | 2,30 | 2,74 | 3,60 | 4,16 | |||||
| +в, град |
Таблица 9.4
| ФВЧ | f/f0 | 0,25 | 0,5 | 0,67 | 0,83 | 0,9 | 1,25 | 1,43 | 1,67 | 2,5 | |||
| а,Нп | 4,1 | 2,74 | 1,94 | 1,26 | 0,9 | ||||||||
| -в, град |
10.5 Методические указания
10.5.1 При согласовании фильтра с нагрузкой напряжения входа U1 и выхода U2 связаны соотношением
Коэффициент затухания определяется по формуле 
, а коэффициент фазы b=y1-y2, где y1 и y2 – начальные фазы соответственно входного и выходного напряжений.
10.5.2 Частота среза 
для ФНЧ определяется по формуле 
, а для ФВЧ - 
. Сопротивление нагрузки рассчитывается по формуле 
.
10.5.3 Коэффициент фазы определяется по разности осциллограмм 
.
Список литературы