Предварительный расчет
1. Рассчитать верхнюю частоту среза fв и номинальное характеристическое сопротивление ρ фильтра низких частот, схема которого приведена на рис. 4.1.
Рис. 4.1
2. Принять значение индуктивности фильтра равным 30 мГн. Значения емкости необходимо выбирать согласно номеру макета (задания) n по формуле
C1 = 25 + 0,2n нФ.
Считать, что входная емкость подключаемых к фильтру измерительных приборов равна 100 пФ.
Рассчитать и построить семейство графиков ЛАЧХ и ФЧХ фильтра НЧ при изменении частоты генератора в пределах от 0 до 3 fв. Значения ФЧХ приводить в градусах. Отметить значения частоты максимума ЛАЧХ fm, уровень максимума ЛАЧХ H (fm) = Hm в децибелах и значение ФЧХ Ψ (fm) в градусах.
Параметром строящегося семейства графиков должно быть сопротивление нагрузки, принимающее значения 500 Ом, 1 кОм и 2,5 кОм.
Найти значение крутизны среза Sср в децибелах на октаву и декаду, а также время задержки tз в миллисекундах.
3. Рассчитать нижнюю частоту среза fн и номинальное характеристическое сопротивление ρ фильтра высоких частот со схемой (см. рис. 4.2).
Рис. 4.2
4. Рассчитать и построить семейство графиков ЛАЧХ и ФЧХ фильтра ВЧ при изменении частоты генератора в пределах от 0 до 3 fн для значений сопротивления нагрузки 500 Ом, 1 кОм и 2,5 кОм.
Отметить значения частоты максимума ЛАЧХ fm, уровень максимума ЛАЧХ Hm в децибелах и значение ФЧХ Ψ(fm) в градусах. Найти значения крутизны среза Sср в децибелах на декаду и октаву, а также время задержки tз в миллисекундах.
5. Значения полученных параметров частотных характеристик занести в табл. 4.1.
6. Рассчитать для ФНЧ и ФВЧ частоту осцилляции ω0, коэффициент затухания δ, добротность Q и частоту свободных колебаний ωсв для значений сопротивления нагрузки 0,5 кОм, 1 кОм и 2,5 кОм. Указать значения циклических частот f0 и fсв.
7. Изобразить временные диаграммы напряжений на выходах ФНЧ и ФВЧ для указанных в п. 6 значений сопротивления нагрузки.
Определить декремент колебаний напряжения Δ как отношение амплитуд процесса, сравниваемых через его период.
8. Свести все вычисленные параметры в табл. 4.2.
Таблица 4.1
Результаты расчета параметров частотных характеристик
| Цепь | Параметры | |||||||
| fср, кГц | ρ, кОм | fm, кГц | Hm, дБ | y (fm), градусы | Sср, дБ/дек | Sср, дБ/окт | tз, мс | |
| 1. ФНЧ с Rн=0,5 кОм | ||||||||
| 2. ФНЧ с Rн=1,0 кОм | ||||||||
| 3. ФНЧ с Rн=2,5 кОм | ||||||||
| 4. ФВЧ с Rн=0,5 кОм | ||||||||
| 5. ФВЧ с Rн=1,0 кОм | ||||||||
| 6. ФВЧ с Rн=2,5 кОм |
Таблица 4.2
Результаты расчета параметров переходных характеристик
| Цепь | Параметры | |||||||
| fср, кГц | Q | ω0, с-1 | δ, с-1 | ωсв, с-1 | f0, кГц | fсв, кГц | Δ | |
| 1. ФНЧ с Rн=0,5 кОм | ||||||||
| 2. ФНЧ с Rн=1,0 кОм | ||||||||
| 3. ФНЧ с Rн=2,5 кОм | ||||||||
| 4. ФВЧ с Rн=0,5 кОм | ||||||||
| 5. ФВЧ с Rн=1,0 кОм | ||||||||
| 6. ФВЧ с Rн=2,5 кОм |