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