Активные фильтры на операционных усилителях
Изучение схемотехники активных фильтров. Исследование влияния динамических параметров операционных усилителей на их частотные характеристики. Анализ электрических схем построения активных фильтров первого и второго порядка на операционных усилителях.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 12.11.2014 |
| Размер файла | 372,0 K |
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/
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Наименование факультета - Электрофизический факультет
Наименование направления - Приборостроение
Отчет по лабораторной работе
«Активные фильтры на операционных усилителях»
Выполнил: М.В. Головин
Проверил: преподаватель И. А. Плотников
Томск-2009
1. Цель работы
Цель лабораторной работы - изучение схемотехники активных фильтров и влияния динамических параметров операционных усилителей на их частотные характеристики.
2. Применяемое оборудование
При выполнении данной лабораторной работы используется следующее оборудование:
· Лабораторная установка состоит из: фильтра нижних частот второго порядка (ФНЧ2) и модуля фазовращателя (ФВ).
· Комплект соединительных кабелей.
· Генератор сигналов Г3-112.
· Частотомер электронно-счетный Ч3-54.
· Осциллограф универсальный С1-64.
· Цифровой мультиметр М-65.
3. Электрические схемы исследуемых модулей - активных фильтров
Рисунок 1. Электрическая схема фильтра нижних частот 2-го порядка
Рисунок 2. Электрическая схема модуля фазовращателя
4. Структурная схема лабораторной установки
Рисунок 3. Структурная схема лабораторной установки
фильтр динамический усилитель электрический
5. Основные параметры используемых ОУ
ФНЧ2 (140УД6)
G[тыс.]=70; Iq=4мА; Uos=10мВ; Iв=30нА; Vs=15В; Vсм=7В; Vout=12В; Rin=1МОм.
ФВ (140УД8Б)
G[тыс.]=50; SR=10 В/мкс; f1=1МГц; Iq=5мА; Uos=100мВ; Iв=0.2нА; Vs=15В; Vсм=10В; Vout=10В; Cl=250пФ.
6. Результаты экспериментальных и теоретических исследований
|
№ |
f,Гц |
T,c |
w,рад\с |
Ua,B |
Uв,В |
К |
?t,c |
щ,град |
|
|
1 |
10 |
0,1 |
62,8 |
4,1 |
4,6 |
1,121951 |
0,02 |
72 |
|
|
2 |
14 |
0,071428571 |
87,92 |
4,1 |
4,6 |
1,121951 |
0,009 |
45,36 |
|
|
3 |
28 |
0,035714286 |
175,84 |
4,5 |
4,6 |
1,022222 |
0,004 |
40,32 |
|
|
4 |
48 |
0,020833333 |
301,44 |
4,52 |
4,6 |
1,017699 |
0,002 |
34,56 |
|
|
5 |
90 |
0,011111111 |
565,2 |
4,56 |
4,58 |
1,004386 |
0,0009 |
29,16 |
|
|
6 |
450 |
0,002222222 |
2826 |
4,6 |
4,58 |
0,995652 |
0,0004 |
64,8 |
|
|
7 |
980 |
0,001020408 |
6154,4 |
4,6 |
3,1 |
0,673913 |
0,0002 |
70,56 |
|
|
8 |
1470 |
0,000680272 |
9231,6 |
4,6 |
2,92 |
0,634783 |
0,0002 |
105,84 |
|
|
9 |
2340 |
0,00042735 |
14695,2 |
4,7 |
2 |
0,425532 |
0,0002 |
168,48 |
|
|
10 |
4100 |
0,000243902 |
25748 |
4,73 |
1,2 |
0,2537 |
0,00015 |
221,4 |
|
|
11 |
8800 |
0,000113636 |
55264 |
4,74 |
0,84 |
0,177215 |
0,0001 |
316,8 |
|
|
12 |
9800 |
0,000102041 |
61544 |
4,68 |
0,6 |
0,128205 |
0,00003 |
105,84 |
|
|
13 |
12800 |
0,0000781 |
80384 |
4,68 |
0,28 |
0,059829 |
0,000022 |
101,376 |
|
|
14 |
24320 |
0,0000411 |
152729,6 |
4,6 |
0,04 |
0,008696 |
0,000012 |
105,0624 |
|
|
15 |
31500 |
0,0000317 |
197820 |
4,6 |
0,018 |
0,003913 |
0,000007 |
79,38 |
|
|
16 |
56790 |
0,0000176 |
356641,2 |
4,64 |
0,007 |
0,001509 |
0,000005 |
102,222 |
|
|
17 |
94230 |
0,0000106 |
591764,4 |
4,6 |
0,004 |
0,00087 |
0,000025 |
848,07 |
|
|
18 |
198700 |
0,0000050 |
1247836 |
4,6 |
0,004 |
0,00087 |
0,00001 |
715,32 |
|
|
19 |
336123 |
0,0000030 |
2110852,44 |
4,62 |
0,003 |
0,000649 |
0,000009 |
1089,039 |
|
|
20 |
680780 |
0,0000015 |
4275298,4 |
4,52 |
0,003 |
0,000664 |
0,0000045 |
1102,864 |
|
|
21 |
785410 |
0,0000013 |
4932374,8 |
4,5 |
0,003 |
0,000667 |
0,0000035 |
989,6166 |
Рисунок 4. АЧХ фильтра низких частот второго порядка.
Рисунок 5. ФЧХ фильтра низких частот второго порядка.
Таблица 2. Частотные характеристики фазовращателя.
|
№ |
f,Гц |
T,c |
w,рад\с |
Ua,B |
Uв,В |
К |
?t,c |
щ,град |
|
|
1 |
10 |
0,100000 |
62,8 |
3,82 |
4,4 |
1,151832 |
0,868182 |
54 |
|
|
2 |
15 |
0,065789 |
95,456 |
4,1 |
4,4 |
1,073171 |
0,931818 |
38,304 |
|
|
3 |
24 |
0,042373 |
148,208 |
4,3 |
4,4 |
1,023256 |
0,977273 |
30,5856 |
|
|
4 |
28 |
0,035714 |
175,84 |
4,2 |
4,4 |
1,047619 |
0,954545 |
25,2 |
|
|
5 |
75 |
0,013333 |
471 |
4,5 |
4,4 |
0,977778 |
1,022727 |
21,6 |
|
|
6 |
108 |
0,009259 |
678,24 |
4,5 |
4,4 |
0,977778 |
1,022727 |
19,0512 |
|
|
7 |
170 |
0,005882 |
1067,6 |
4,5 |
4,6 |
1,022222 |
0,978261 |
27,54 |
|
|
8 |
322 |
0,003106 |
2022,16 |
4,5 |
4,6 |
1,022222 |
0,978261 |
46,368 |
|
|
9 |
1100 |
0,000909 |
6908 |
4,72 |
4,6 |
0,974576 |
1,026087 |
91,08 |
|
|
10 |
1502 |
0,000666 |
9432,56 |
4,72 |
4,6 |
0,974576 |
1,026087 |
86,5152 |
|
|
11 |
3288 |
0,000304 |
20648,64 |
4,72 |
4,6 |
0,974576 |
1,026087 |
106,5312 |
|
|
12 |
7900 |
0,000127 |
49612 |
4,72 |
4,6 |
0,974576 |
1,026087 |
170,64 |
|
|
13 |
16800 |
0,000060 |
105504 |
4,72 |
4,6 |
0,974576 |
1,026087 |
187,488 |
|
|
14 |
32700 |
0,000031 |
205356 |
4,72 |
4,6 |
0,974576 |
1,026087 |
258,984 |
|
|
15 |
79000 |
0,000013 |
496120 |
4,72 |
4,63 |
0,980932 |
1,019438 |
176,328 |
|
|
16 |
135600 |
0,000007 |
851568 |
4,72 |
4,63 |
0,980932 |
1,019438 |
209,9088 |
|
|
17 |
232000 |
0,000004 |
1456960 |
4,6 |
4,63 |
1,006522 |
0,993521 |
233,856 |
|
|
18 |
592000 |
0,000002 |
3717760 |
4,6 |
4,63 |
1,006522 |
0,993521 |
340,992 |
|
|
19 |
1020000 |
0,000001 |
6405600 |
4,6 |
4,2 |
0,913043 |
1,095238 |
330,48 |
|
|
20 |
2100000 |
0,00000048 |
13188000 |
4,6 |
4,2 |
0,913043 |
1,095238 |
529,2 |
|
|
21 |
6980000 |
0,00000014 |
43834400 |
4,54 |
3,2 |
0,704846 |
1,41875 |
954,864 |
Рисунок 6. АЧХ модуля фазовращателя.
Рисунок 7. ФЧХ модуля фазовращателя.
Вывод
В данной лабораторной работе были изучены схемы построения активных фильтров первого, второго порядка на операционных усилителях. Экспериментальным путем получены амплитудно-частотные и фазо-частотные характеристики фильтров. Выяснили, что с увеличением частоты амплитуда выходного напряжения у ФВ меняется незначительно, а у ФНЧ2 изменяется значительно с 4. 6В до 0.003В. Отклонение экспериментальных характеристик от теоретических связанно с погрешностью в измерениях,
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Определение 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 27.08.2010Фильтры на основе операционных усилителей. Расчет полосового фильтра на операционных усилителях. Электрическая схема активного фильтра верхних и нижних частот. Усиление в полосе пропускания фильтра. Коэффициент прямоугольности для уровней затухания.
курсовая работа [195,1 K], добавлен 19.11.2010Принцип 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 13.11.2011Общие 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 18.12.2011Основные схемы включения операционного усилителя и его характерные свойства. Исследование неинвертирующего и инвертирующего включения данных устройств, усилители переменного тока на их основе. Выпрямители и детекторы сигналов на операционных усилителях.
курсовая работа [825,0 K], добавлен 19.03.2011Исходные данные для расчета пассивных RC-фильтров. Расчет параметров элемента фильтра. Частотные фильтры электрических сигналов предназначены для повышения помехоустойчивости различных электронных устройств и систем. Параметры реальных фильтров.
контрольная работа [52,9 K], добавлен 04.10.2008Принципы построения мультидифференциальных операционных усилителей: структура и свойства. Собственная компенсация влияния частотных свойств, звенья активных фильтров. Мультидифференциальные операционные усилители в аналоговых интерфейсах и портах ввода.
магистерская работа [1,6 M], добавлен 08.03.2011Понятие и назначение операционных усилителей, их структура и основные функции, разновидности и специфические признаки, сферы применения. Инвертирующее и неинвертирующее включение операционных усилителей. Активные RC-фильтры. Компараторы сигналов.
контрольная работа [72,0 K], добавлен 23.12.2010Анализ свойств R-фильтров второго порядка. Особенность схемотехники звеньев R-фильтров нижних частот. Характеристика синтеза структур R-звеньев с дополнительными частотнозависимыми цепями. Синтез фильтра третьего порядка с дополнительными RC-цепями.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 05.03.2011Сущность 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.
лабораторная работа [1,8 M], добавлен 10.05.2013
