Здавалка
Главная | Обратная связь

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.

 

!
3.1.5 Указания к проведению работы

- 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

Тип фильтра
С критическим затуханием 1.287 0.414 1.000 1.56
Бесселя 1.362 0.618 1.268 1.27
Баттерворта 1.414 1.000 1.586 1.00
Чебышева с неравномерностью 0,5дБ 1.361 1.383 1.842 0.85
Чебышева с неравномерностью 2дБ 1.181 1.778 2.114 0.74

 

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

Параметр   Тип фильтра Время нарастания Время установления Выброс
С критическим затуханием              
Бесселя   1,27              
Баттерворта   1,59              
Чебышева с 0.5дБ 1,84              
Чебышева с 2дБ 2,11              

 

Какой из фильтров имеет наилучшую форму переходной характеристики?

____________________________________________________________________

Какой из фильтров имеет наибольшее время установления? ____________

____________________________________________________________________

 





©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.