Описание лабораторного стенда и методические указания

На рисунке 4.2 изображена принципиальная электрическая схема исследуемого RC -фильтра, выполненного на основе аналоговых микросхем типа К553УД2 и расположенного на съемной плате клеммы передней панели стенда [3]. На схеме функциональное назначение клемм следующее:

1А – земля; 2А – (+15 В); 3А – (–15 В); 4А – вход схемы; 5А – выход схемы АФ.

В предлагаемой работе исследуется схема фильтра пятого порядка с полосой пропускания до 500 Гц, с неравномерностью АЧХ не более 7%. Частота среза равна 1 кГц или . Передаточная функция фильтра имеет вид

 

Порядок выполнения работы

1. Снять передаточную характеристику фильтра, для чего собрать схему по рис. 4.3, снять проходную характеристику фильтра U _вых = f (U _вх)на частоте 100 Гц. На рисунке 4.3 введены следующие обозначения: Г – генератор, ИП – источник питания, ЦВ – цифровой вольтметр, ПБАФ – проверяемый блок активного фильтра.

2. Определить входное сопротивление, для чего собрать схему по                рис. 4.4, где МС – магазин сопротивлений, ДН – делитель напряжения.

3. Для определения выходного сопротивления собрать схему в соответствии с рис. 4.5.

4. Снять частотную характеристику фильтра(рис. 4.3), по которой определить скорость спада АЧХ и неравномерность АЧХ в полосе пропускания. Определить частоту среза фильтра.

 

Содержание отчета

1. Название и цель лабораторной работы.

2. Принципиальная электрическая схема исследуемого фильтра.

3. Схемы подключения фильтра для проведения измерений по снятию передаточной характеристики фильтра и амплитудно-частотной.

4. График передаточной характеристики.

5. Расчетные параметры исследуемого фильтра.

6. График амплитудно-частотной характеристики, данные по определению частоты среза активного фильтра.

7. Выводы по результатам исследования активного фильтра.

 

Контрольные вопросы

1. Классификация существующих активных фильтров с использованием операционного усилителя.

2. Как представить в общем виде передаточную функцию активного фильтра?

3. Для фильтров Чебышева и Баттерворта, Чебышева и Бесселя при решении задач аппроксимации амплитудно-частотных характеристик какие виды критериев применяются?

Рис. 4.2. Схема лабораторного стенда для исследования RC -фильтра

 

 

Содержание отчета

 

 

 

 

 

 

4. Почему аппроксимация активных фильтров проводится для квадрата амплитудно-частотных характеристик?

5. Почему при решении задач аппроксимации активных фильтров применяется нормированный по частоте вид передаточной функции?

6. Для фильтра Баттерворта как определяется его порядок?

7. По каким параметрам отличаются амплитудно-частотных характеристик фильтров Баттерворта и Чебышева?

8. На основе каких принципиальных электрических схем с использованием операционных усилителей выполнены фильтры низких и высоких частот?

9. Чем отличаются при построении фильтры первого и второго порядка?

10. Какие существуют недостатки активных фильтров низких частот на базе операционного усилителя?

Лабораторная работа 5