Измерение параметров фильтра во временой области
Активные фильтры Общие положения Достигаемый уровень компетентности · Знание основных параметров фильтров · Умение экспериментально определять основные параметры фильтров во временной и частотной областях
3.1.2 В процессе выполнения работы студент должен научиться: · Различать типы фильтров (Бесселя, Баттерворта, Чебышева) · Оперативно собирать измерительную схему для экспериментального определения основных характеристик фильтра во временной и частотной областях · Проводить измерения основных параметров фильтра
Длительность лабораторной работы – 4 часа. Необходимые приборы, радиодетали и материалы. - 2 ОУ LM741 - Таймер NE555 - Резисторы: 820 Ом, 2 x 1.1k, 1.2 К, 10К, 12К - Потенциометр 2,2К - Конденсаторы: 2 x 0.1 мкФ, 1 мкФ, 10 мкФ х 25В - Мультиметр - Осциллограф - Генератор синусоидальных колебаний - Макетная матрица.
- Работа осуществляется бригадой из 2-3 студентов - Прежде чем включить питание, предъявить монтаж преподавателю!
ФНЧ 2-го порядка Передаточная функция ФНЧ 2-го порядка имеет вид: , где - нормированная переменная Лапласа - частота среза фильтра - коэффициент передачи фильтра в полосе пропускания - полоджительные вещественные коэффициенты, определыющие тип фильтра
На рис. 3-1 представлена схемная реализация ФНЧ 2-го порядка, получившая имя фильтра Саллена и Кея.
Рис. 3-1
Передаточная функция этой схемы: . Следовательно,
Величина определяет тип фильтра, а частота среза при заданном типе фильтра зависит от : , где - собственная частота, а - нормировочный коэффициент. Параметры настройки фильтра рис. 3-1 приведены в таблице 3-1.
Таблица 3-1
При схема работает в режиме генератора с частотой
Измерение параметров фильтра во временой области Эти измерения заключа.тся в исследовании формы переходной характеристики фильтра . Поэтому прежде всего соберите на макетной матрице генератор повторяющихся единичных скачков напряжения (рис. 3-2)
Рис. 3-2
Проверьте форму с помощью осфиллографа и при необходимости подкорректируйте амплитуду 1В подбором сипротивлений . 1. Соберите схему рис. 1-1. Оцените собственную частоту -цепи фильтра Подключите ко входному фильтру генератор единичных скачков рис. 3-2. 2. Установите потенциометром (фильтр с критическим затуханием) и, подключив осциллограф к выходу фильтра, получите на экране переходныю характеристику. Зафиксируйте осциллограмму на миллиметровой бумаге. Вычислите критическую частоту фильтра: , , использовав для этого данные из таблицы 1.1. Запишите значение в таблицу 1.2 Определите по осфиллограмме три основных параметра фильтра: 1). Время нарастания (время, необходимое для достижения 90% конечного значения) 2). Время установления (время, за которое устанавливается конечное значение с точностью до 5%) 3). Выброс Вычислите нормированные значения этих параметров , и и внесите их в таблицу 1.2. 3. Установите (фильтр Бесселя) и повторите все действия пункта 2. 4. Повторите то же самое для фильтров Баттерворта и Чебышева (см. табл. 3-1). 5. Зафиксируйте переходные характеристики всех фильтров на рис. 3-3, а их нормированные переменные и - в таблице 3.2 6. Закоротите на землю вход фильтра и, установив , убедитесь, что схема работает в режиме генератора с
Рис. 3-3
Таблица 3.2
Какой из фильтров имеет наилучшую форму переходной характеристики? ____________________________________________________________________ Какой из фильтров имеет наибольшее время установления? ____________ ____________________________________________________________________
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|