Активные RC-фильтры (ARC-Ф)
Сущность принципа работы, исследование амплитудных, частотных характеристик и параметров активных фильтров нижних и верхних частот, полосно-пропускающих и полосно-задерживающих фильтров на интегральном операционном усилителе, их электрические схемы.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 10.05.2013 |
| Размер файла | 1,8 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
НТУУ «КПИ»
Факультет электроники
Лабораторная работа №3
Активные RC-фильтры (ARC-Ф)
Выполнила:
ст. 4 курса,гр.ДЕ-82
Удовенко Анастасия
Киев-2011
1. Цель работы
Цель работы - изучение принципа работы, исследование амплитудных, частотных характеристик и параметров активных фильтров нижних и верхних частот, полосно-пропускающих и полосно-задерживающих фильтров на интегральном операционном усилителе.
2. Блок-схема установки для исследования лабораторного модуля "Активные RC-фильтры"
Блок-схема установки для исследования лабораторного модуля "ARC-Ф" приведен на рис.5.1. Лабораторная установка состоит из генератора гармонических колебаний 1 типа ГЗ-ЗЗ, вольтметров 3 и 4 типа B3-38, лабораторного стенда 5, двухлучевого осциллографа 6 типа С1-55. лабораторного модуля 7 типа “ARС-Ф”, блока питания 2 типа ЛИПС-35.
Генератор 1 используется в качестве источника входного гармонического напряжения в частотном диапазоне от 20 Гц до 200 кГц и амплитудой от 0 до 6.3В. Вольтметры 4 и 3 предназначены для измерения соответственно входного U1 и выходного U2 напряжении переменного тока активного фильтра от 0.1 мВ до 200В в диапазоне частот от 20 Гц до 3 МГц. Лабораторный стенд 5 обеспечивает реализацию определенной схемы фильтра, сопряжение этой схемы с источником питания, а также - с измерительными вольтметрами 3, 4 и осциллографом 6 с помощью разъемных соединений Х1-Х7,Х9, а также переключателей П1-П10. Блок 2 обеспечивает напряжение питания интегрального операционного усилителе активного фильтра. Двухлучевой осциллограф 6 предназначен для одновременного наблюдения на экране трубки формы и измерения параметров (амплитуды и фазы) входного U1 и выходного U2 напряжений от 30 мВ до 140 В в частотном диапазоне от 3Гц до 10Мгц. Блок 7 представляет собой объект исследования - лабораторный модуль “ARC-Ф".
3. Схема принципиальная электрическая лабораторного модуля "Активные RC- фильтры"
электрический фильтр амплитудный усилитель
Схема принципиальная электрическая лабораторного модуля “Активные RC-фильтры", реализуемая с помощью лабораторного стенда, приведена на рис. 5.2. В данном модуле может быть реализовано 7 видов активных фильтров - три фильтра нижних частот - ФНЧ (ФНЧ-1 первого порядка, два ФНЧ-2 второго порядка Баттерворта и Чебышева), два фильтра верхних частот - ФВЧ (ФВЧ-1 первого порядка и ФВЧ-2 второго порядка), полосно-пропускающий фильтр второго порядка - ПФ-2, полосно-задерживающий второго порядка - ЗФ-2. Выбор конкретного фильтра осуществляется с помощью кнопочных переключателей П1-П10, расположенных на лицевой панели лабораторного стенда (см.табл.5.1). Активным усилительным элементом является интегральный операционный усилитель DAI типа К140УД1. Пассивные цепи R9-C8 и C9-R10 относятся соответственно ФНЧ-1 и ФВЧ-1. Пассивные цепи Rl, R2, R3, C1, C2 и R4, R5, R6, СЗ, С4 относятся соответственно к ФНЧ-2 и ФНЧ-2*. К ФВЧ-2 принадлежат пассивные цепи С5, С6, С7, R7, R8. С помощью цепей Rl1, R12, R13, C10, Cl1, и R14, R15, R16, С12, С13, С14 реализуются соответственно ПФ-2 и ЗФ-2. Входное напряжение U1 от генератора ГЗ-ЗЗ поступает по кабелю на гнездо Г1 и контролируется осциллографом и вольтметром ВЗ--38, подключенным к гнезду "U2" и наблюдается на экране осциллографа С1-55, подключенного через кабель к гнезду “Осц.2”. Питающее напряжение Е1 =+6.3В и Е2=-6.3В поступают на ОУ при нажатии кнопки “Вкл.” лабораторного стенда от источника ЛИПС-35 по кабелю через разъем Х9.
Обработка результатов измерений
Таблица 1. Измерение АЧХ и ФЧХ ФНЧ - фильтров.
|
ФНЧ |
||||||
|
f,Гц(lgf) |
ФНЧ-1 |
ФНЧ-2 |
||||
|
U2,B |
Ku |
ц,0 |
U2,B |
Ku |
||
|
20(1,3) |
0,78 |
0,95 |
0,93 |
0,95 |
||
|
50(1,7) |
0,82 |
1,00 |
18 |
0,98 |
1,00 |
|
|
100(2) |
0,822 |
1,00 |
21,6 |
0,98 |
1,00 |
|
|
200(2,3) |
0,81 |
0,99 |
25,2 |
0,92 |
0,94 |
|
|
300(2,5) |
0,79 |
0,96 |
28,8 |
0,86 |
0,88 |
|
|
400(2,6) |
0,74 |
0,90 |
32 |
0,77 |
0,79 |
|
|
500(2,7) |
0,68 |
0,83 |
37,6 |
0,68 |
0,69 |
|
|
600(2,8) |
0,62 |
0,75 |
43,2 |
0,6 |
0,61 |
|
|
800(2,9) |
0,52 |
0,63 |
54 |
0,48 |
0,49 |
|
|
1000(3) |
0,44 |
0,54 |
61,2 |
0,4 |
0,41 |
|
|
fc, Гц |
680 |
- |
- |
460 |
- |
|
|
Ku |
0,882 |
- |
- |
0.98 |
- |
|
|
Д |
599,8 |
- |
- |
450,8 |
- |
Таблица 2. Измерение АЧХ и ФЧХ ФВЧ - фильтров.
|
ФВЧ |
||||||
|
f,Гц(lgf) |
ФВЧ-1 |
ФВЧ-2 |
||||
|
U2,B |
Ku |
U2,B |
Ku |
ц |
||
|
200(2,3) |
0,1 |
0,13 |
0,01 |
0,01 |
13,5 |
|
|
300(2,5) |
0,15 |
0,19 |
0,028 |
0,03 |
18 |
|
|
400(2,6) |
0,2 |
0,25 |
0,05 |
0,05 |
24 |
|
|
500(2,7) |
0,25 |
0,31 |
0,075 |
0,08 |
27 |
|
|
600(2,8) |
0,3 |
0,38 |
0,11 |
0,11 |
29,25 |
|
|
700(2,9) |
0,32 |
0,40 |
0,15 |
0,15 |
31,5 |
|
|
1000(3) |
0,44 |
0,55 |
0,28 |
0,29 |
36 |
|
|
2000(3,3) |
0,66 |
0,83 |
0,74 |
0,76 |
49,5 |
|
|
5000(3,7) |
0,76 |
0,95 |
0,91 |
0,93 |
108 |
|
|
10000(4) |
0,8 |
1,00 |
0,98 |
1,00 |
144 |
|
|
fc, Гц |
1250 |
- |
1850 |
- |
- |
|
|
Ku |
0,8 |
- |
0,98 |
- |
- |
|
|
Д |
1000 |
- |
1520 |
- |
- |
Таблица 3. Измерение АЧХ и ФЧХ ПФ и ЗФ фильтров.
|
ПФ-2 |
ЗФ-2 |
|||||
|
f,Гц(lgf) |
||||||
|
U2,B |
Ku |
f,Гц(lgf) |
U2,B |
Ku |
||
|
200(2,3) |
0,1 |
0,10 |
50(1,7) |
0,93 |
0,99 |
|
|
300(2,5) |
0,2 |
0,20 |
100(2) |
0,9 |
0,96 |
|
|
400(2,6) |
0,3 |
0,30 |
150(2,2) |
0,84 |
0,89 |
|
|
500(2,7) |
0,5 |
0,50 |
200(2,3) |
0,73 |
0,78 |
|
|
600(2,8) |
0,84 |
0,84 |
250(2,4) |
0,49 |
0,52 |
|
|
800(2,9) |
1 |
1,00 |
270(2,43) |
0,44 |
0,47 |
|
|
900(2,95) |
0,98 |
0,98 |
300(2,5) |
0,2 |
0,21 |
|
|
1000(3) |
0,7 |
0,70 |
500(2,7) |
0,85 |
0,90 |
|
|
2000(3,3) |
0,18 |
0,18 |
1000(3) |
0,91 |
0,97 |
|
|
4000(3,6) |
0,07 |
0,07 |
2000(3,3) |
0,94 |
1,00 |
|
|
fн, Гц |
750 |
- |
fн, Гц |
220 |
- |
|
|
fв, Гц |
1020 |
- |
fв, Гц |
430 |
- |
|
|
f0, Гц |
800 |
- |
f0, Гц |
300 |
- |
|
|
Дf, Гц |
270 |
- |
Дf, Гц |
210 |
- |
|
|
Ku |
1 |
- |
Ku |
0,94 |
- |
|
|
Д |
270 |
- |
Д |
197.4 |
- |
Таблица 4. Измерение амплитудных характеристик ARC - фильтров.
|
U1,В |
U2,В |
|||
|
ФНЧ-2 |
ПФ-2 |
ЗФ-2 |
||
|
0,15 |
0,11 |
0,23 |
0,11 |
|
|
0,45 |
0,32 |
0,53 |
0,34 |
|
|
0,9 |
0,59 |
0,98 |
0,60 |
|
|
1,05 |
0,68 |
1,13 |
0,71 |
|
|
1,2 |
0,77 |
1,28 |
0,83 |
|
|
1,35 |
0,86 |
1,43 |
0,94 |
|
|
1,5 |
0,98 |
1,58 |
1,01 |
|
|
1,65 |
1,07 |
1,80 |
1,13 |
|
|
1,8 |
1,16 |
1,95 |
1,22 |
|
|
1,95 |
1,28 |
2,10 |
1,31 |
|
|
2,1 |
1,39 |
2,25 |
1,43 |
|
|
2,25 |
1,46 |
2,40 |
1,50 |
|
|
Д |
13 |
10,6 |
13,3 |
|
|
fc,Гц |
460 |
750 |
220 |
АЧХ фильтров
ФЧХ фильтров
Амплитудные характеристики ARC - фильтров
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Применение схемы фильтра второго порядка Саллена-Ки при реализации фильтров нижних частот, верхних частот и полосовых. Возможность раздельной регулировки добротности полюсов и частот среза как главное достоинство звеньев фильтров по заданной схеме.
реферат [614,8 K], добавлен 21.08.2015Общие амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) различных типов фильтров. Построение схемы фильтра верхних и нижних частот: активные и пассивные фильтры первого и второго порядка. Принципы действия, функции и применение полосовых и режекторных фильтров.
реферат [310,8 K], добавлен 18.12.2011Параметры элементов и характеристики проектируемого фильтра. Частотное преобразование фильтра-прототипа нижних частот. Расчет полосно-пропускающих фильтров и сумматора. Кольцевые и шлейфные мостовые схемы, бинарные делители мощности, пленочные резисторы.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 22.01.2016Определение и классификация частотных фильтров. Область применения, преимущества и передаточная функция активных фильтров верхних частот. Методы каскадной и непосредственной реализации функции цепи, резонаторное использование операционных усилителей.
курсовая работа [69,9 K], добавлен 27.08.2010Конструкция электрических фильтров, технология их изготовления, принцип действия. Меры передачи и параметры фильтров. Использование их в системах многоканальной связи, радиоустройствах, устройствах автоматики, телемеханики. Фильтры нижних частот.
контрольная работа [179,0 K], добавлен 07.04.2016Методы синтеза электрического фильтра нижних и верхних частот. Аппроксимация частотной характеристики рабочего ослабления фильтра. Реализация схемы фильтров по Дарлингтону. Денормирование и расчёт ее элементов. Определение частотных характеристик фильтра.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 23.01.2011Значения элементов матриц симметричных фильтров. Синтезация принципиальной схемы фильтра верхних частот 5го порядка. Получение матрицы. Динамические перегрузки фильтров. Коэффициент динамической перегрузки. Построение структурной схемы на основе матрицы.
курсовая работа [872,2 K], добавлен 04.12.2008Общая характеристика и принцип действия фильтров нижних частот. Схема простейшего низкочастотного фильтра. Схематическое изображение пассивного RC-фильтра нижних частот и его амплитудно-частотная характеристика. Области применения данных фильтров.
презентация [3,2 M], добавлен 16.12.2013Особенности синтеза фильтров радиотехнической аппаратуры. Понятие, назначение, применение, типы и принципы проектирования активных фильтров. Анализ проблемы аппроксимации активных фильтров. Общая характеристика и схема фильтра низких частот Баттерворта.
курсовая работа [197,4 K], добавлен 30.11.2010Принцип действия операционного усилителя, определение его свойств параметрами цепи обратной связи. Схема усилителя постоянного тока с нулевыми значениями входного напряжения смещения нуля и выходного напряжения. Активные RC-фильтры нижних, верхних частот.
курсовая работа [488,7 K], добавлен 13.11.2011
