8426

Електричні фільтри

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Мета: Дослідити засобами компютерного моделювання: Методики розрахунку електричних LC-фільтрів Частотні характеристики електричних LC-фільтрів Методики вимірювання параметрів частотних характеристик Вплив параметрів ...

Русский

2013-02-11

1.3 MB

16 чел.

Мета:

Дослідити засобами компютерного моделювання:

  •  Методики розрахунку електричних LC-фільтрів;
  •  Частотні характеристики електричних LC-фільтрів;
  •  Методики вимірювання параметрів частотних характеристик;
  •  Вплив параметрів навантаження на частотні характеристики LC-фільтрів;

  1.  Дослідження  частотних характеристик фільтрів низьких частот

Одноланковий фільтр:

Вихідні дані

Rn,Ом

Fгр,Гц

ω,рад/с

L,м Гн

C,нФ

C/2,нФ

75

10000

62800

2,38

424,62

212,31

Схема №1.1.

 


  •  АЧХ  у логарифмічному маштабі:

- АЧХ та ФЧХ у лінійномуу маштабі:

- крутість АЧХ:

  •  АЧХ при змінені  опору:

При зміні або відключені опору видно,що змінюється АЧХ. З підвищення опору зростає коефіцієнт передачі напруги, тобто фільтр починає виконувати функцію підсилення сигналу, та з’являється нерівномірність у смузі пропускання. При відключенні опору спостерігається та сама поведінка АЧХ. Опір навантаження треба вибирати у певних межах, щоб досягти найкращих параметрів АЧХ.

Дволанковий фільтр:

Вихідні дані

Rn,Ом

Fгр,Гц

ω,рад/с

L,м Гн

C,нФ

C/2,нФ

75

10000

62800

2,38

424,62

212,31

Схема №1.2

  •  АЧХ та ФЧХ у логарифмічному маштабі:

- АЧХ та ФЧХ у лінійномуу маштабі:

- крутість АЧХ:

- АЧХ при змінені  опору:

АЧХ має характерну форму як і для одноланкового фільтру але з більшою залежність від опору, що пояснюється впливом попередньої ланки на характеристики наступної.

Гранична частота збігається з вказаною в завданні, але має незначну похибку.


Трьохланковий фільтр:

Вихідні дані

Rn,Ом

Fгр,Гц

ω,рад/с

L,м Гн

C,нФ

C/2,нФ

75

10000

62800

2,38

424,62

212,31

Схема №1.3

  •  АЧХ  у логарифмічному маштабі:

  •  АЧХ та ФЧХ у лінійномуу маштабі:

- крутість АЧХ:

- нерівномірність АЧХ:

- АЧХ при змінені  опору:

Поведінка АЧХ анлогічно до АЧХ при зміні опру для одноланкового та дволанкового.

- порівняння ФНЧ троьх типів:

Вихідні дані

Rn,Ом

Fгр,Гц

ω,рад/с

L,м Гн

C,нФ

C/2,нФ

75

10000

62800

2,38

424,62

212,31

Проаналізувавши вище наведені характеристики ФНЧ, можна зробити висновок, що одноланковий фільтр є найбільш стабільним у смузі пропускання, але має найбільшу смогу затримки порівняно з іншими.

  1.  
    Дослідження частотних  характеристик фільтрів верхніх частот

Одноланковий фільтр:

Вихідні дані

Rn,Ом

Fгр,Гц

ω,рад/с

L,мГн

2L,мГн

C,нФ

75

10000

62800

1,19

2,38

106,16

Схема № 2.1.

  •  АЧХ  у логарифмічному маштабі:

  •  АЧХ та ФЧХ у лінійномуу маштабі:

- крутість АЧХ:

  •  АЧХ при змінені  опору:


Двохланковий фільтр:

Вихідні дані

Rn,Ом

Fгр,Гц

ω,рад/с

L,мГн

2L,мГн

C,нФ

75

10000

62800

1,19

2,38

106,16

Схема № 2.2.

  •  АЧХ та ФЧХ у логарифмічному маштабі:

  •  АЧХ та ФЧХ у лінійномуу маштабі:

- крутість АЧХ:

  •  АЧХ при змінені  опору:


Трьохланковий фільтр:

Вихідні дані

Rn,Ом

Fгр,Гц

ω,рад/с

L,мГн

2L,мГн

C,нФ

75

10000

62800

1,19

2,38

106,16

Схема №2.3.

  •  АЧХ та ФЧХ у логарифмічному маштабі:

  •  АЧХ та ФЧХ у лінійномуу маштабі:

- крутість АЧХ:

- нерівномірність АЧХ:

  •  АЧХ при змінені  опору:


- порівняння трьох типів ФВЧ:

  1.  
    Дослідження частотних характеристик смугових фільтрів

Вихідні дані

Rn,Ом

Fгр,Гц

ω,рад/с

Δω,рад/с

ω1,рад/с

ω2,рад/с

ω0,рад/с

75

10000

62800

5000

5000

15000

15000

L1,мГн

C1,нФ

L2,мГн

2L2,мГн

C2,нФ

C2/2,нФ

-

4,7

35,38

0,19

0,38

849,26

424,63

-

Схема № 3.1.

  •  АЧХ та ФЧХ у логарифмічному маштабі:

  •  
  •  
  •  АЧХ та ФЧХ у лінійномуу маштабі:

- крутість АЧХ:

  •  
    АЧХ при змінені  опору:


Дволанковий фільтр:

Вихідні дані

Rn,Ом

Fгр,Гц

ω,рад/с

Δω,рад/с

ω1,рад/с

ω2,рад/с

ω0,рад/с

75

10000

62800

5000

5000

15000

15000

L1,мГн

C1,нФ

L2,мГн

2L2,мГн

C2,нФ

C2/2,нФ

-

4,7

35,38

0,19

0,38

849,26

424,63

-

Схема №3.2.

  •  АЧХ  у логарифмічному маштабі:

  •  АЧХ та ФЧХ у лінійномуу маштабі:

- крутість АЧХ:

  •  АЧХ при змінені  опору:

  •  порівняння двох типів ФП:

  1.  
    Дослідження частотних характеристики режекторних фільтрів.

Вихідні дані

Rn,Ом

Fгр,Гц

ω,рад/с

Δω,рад/с

ω1,рад/с

ω2,рад/с

ω0,рад/с

75

10000

62800

5000

5000

15000

15000

L1,мГн

C1,нФ

L2,мГн

2L2,мГн

C2,нФ

C2/2,нФ

-

0,79

212,31

1,19

2,38

141,54

70,77

-

Схема № 4.1.

  •  АЧХ  у логарифмічному маштабі:

  •  АЧХ та ФЧХ у лінійномуу маштабі:

- крутість АЧХ:

Частота у смузі затримання не змінюється у два рази

  •  АЧХ при змінені  опору:


Дволанковий фільтр:

Вихідні дані

Rn,Ом

Fгр,Гц

ω,рад/с

Δω,рад/с

ω1,рад/с

ω2,рад/с

ω0,рад/с

75

10000

62800

5000

5000

15000

15000

L1,мГн

C1,нФ

L2,мГн

2L2,мГн

C2,нФ

C2/2,нФ

-

0,79

212,31

1,19

2,38

141,54

70,77

-

Схема № 4.2

  •  АЧХ  у логарифмічному маштабі:


- АЧХ та ФЧХ у лінійномуу маштабі:

- крутість АЧХ:

  •  
    АЧХ при змінені  опору:

- порівняння двох типів ФР:

Висновки:

При виконанні лабораторної роботи були вивчені та досліджені фільтри низьких, високих частот, полосові та режекторні фільтри. Досліджені залежності характеристик фільтрів від параметрів та каскадного підключення. Залежність від опору мають всі фільтри і вона є аналогічною для всіх фільтрів, з підвищення опору або його відключенні зьявляється не рівномірність у смузі пропускання та зьявляеться підсилюючий характер на частотах близьких до граничної, що є не бажаним для високоточних приладів та пристроїв. При вибору опору навантаження потрібно обмежетись певним діапазоном, щоб досягти потрібних параметрів фільтрів. При каскадному підключені фільтрів попередня ланка впливає на наступну, що відображано на формі АЧХ для одно-, дво- та трьохланкових фільтрів при одноковому опорі навантаження. Одноланкові фільтри найбільш стабільні у смузі пропускання і мають найбільшу смугу затримки на відміну від каскадних фільтрів. Для  дво- та трьохланкових фільтрів при виборі опру навантаження потрібно підходити з більшою точністю,  адже вони мають більшу залежність від опору за рахунок каскадного підключення. Дво- та трьохланкові фільтри мають свої переваги та недоліки: зменшення смуги затримки, підсилюючий ефект на частотах близьких до граничної.

Комп’ютерне моделювання було зроблено за допомогою ПО Electronics Workbench.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

4876. Быстрая сортировка и способы ее реализации в программировании 72.5 KB
  Быстрая сортировка. Быстрая сортировка (quicksort) является одним из наиболее эффективных алгоритмов сортировки. В основе его лежит идея декомпозиции, т.е. поэтапного сведения исходной задачи к набору аналогичных, но более простых, вплоть до т...
4877. Пирамидальная сортировка и способы ее построения в программировании 73.5 KB
  Пирамидальная сортировка. Пирамидальная сортировка (heap sort) основывается на организации элементов в массиве по типу двоичного (бинарного) дерева. Двоичным деревом называют иерархическую структуру данных, в которой каждый элемент имеет не более дв...
4878. Сортировка внешних данных. Сортировка прямым слиянием 62 KB
  Сортировка внешних данных. Сортировка прямым слиянием. Сортировка слиянием основывается на том факте, что при наличии двух отсортированных последовательностей можно реализовать вычислительно эффективный способ их слияния в единую отсортированную пос...
4879. Сравнение эффективности алгоритмов сортировки 47.5 KB
  Сравнение эффективности алгоритмов сортировки. Каждый из рассмотренных алгоритмов сортировки обладает определенными преимуществами и недостатками. Для того, чтобы сравнивать между собой разные алгоритмы, необходимо сформулировать критерии, характери...
4880. Область видимости и время жизни переменных. Локальные и глобальные переменные. Статические переменные 49 KB
  Область видимости и время жизни переменных. Локальные и глобальные переменные. Статические переменные. Каждое имя в программе на С++ должно относиться к уникальной сущности –объекту, функции, типу или шаблону. Однако, это не означает, что оно м...
4881. Указатели на функции. Перегрузка функций. Шаблоны функций 61 KB
  Указатели на функции. Перегрузка функций. Шаблоны функций. Предположим, что нужно реализовать функцию сортировки массива строк с примерно таким прототипом: void sort( char beg, char end ) здесь beg и end являются указателями на начало и конец...
4882. Статические и динамические библиотеки 200.5 KB
  Статические и динамические библиотеки. Библиотеками называют сборники подпрограмм или объектов, как правило, ориентированных на решение набора близких по тематике задач. С точки зрения их организации и использования библиотеки бывают статическими ...
4883. Кодирование данных. Алгоритм Base64 41.5 KB
  Кодирование данных. Алгоритм Base64. Под кодом понимают определенную систему условных обозначений или сигналов, а процесс кодирования – это переход от одной формы представления информации к другой. При этом целью кодирования, как правило,...
4884. Структуры и объединения. Перечисления. Поиск и сортировка в массивах структур 57.5 KB
  Структуры и объединения. Перечисления. Поиск и сортировка в массивах структур. Подобно тому, как массив является совокупностью элементов одного типа, структуры в С++ представляют собой совокупность элементов произвольных типов, например: struct Stud...