Предварительный расчет

1. Рассчитать верхнюю частоту среза f_в 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 f_в. Значения ФЧХ приводить в градусах. Отметить значения частоты максимума ЛАЧХ f_m, уровень максимума ЛАЧХ H (f_m) = H_m в децибелах и значение ФЧХ Ψ (f_m) в градусах.

Параметром строящегося семейства графиков должно быть сопротивление нагрузки, принимающее значения 500 Ом, 1 кОм и 2,5 кОм.

Найти значение крутизны среза S_ср в децибелах на октаву и декаду, а также время задержки t_з в миллисекундах.

3. Рассчитать нижнюю частоту среза f_н 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 f_н для значений сопротивления нагрузки 500 Ом, 1 кОм и 2,5 кОм.

Отметить значения частоты максимума ЛАЧХ f_m, уровень максимума ЛАЧХ H_m в децибелах и значение ФЧХ Ψ(f_m) в градусах. Найти значения крутизны среза S_ср в децибелах на декаду и октаву, а также время задержки t_з 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 ω_св для значений сопротивления нагрузки 0,5 кОм, 1 кОм и 2,5 кОм. Указать значения циклических частот f₀ и f_св.

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

Таблица 4.2

Результаты расчета параметров переходных характеристик