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

15 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

29697. Психология как мультипарадигмальная наука 31.5 KB
  в этой дисциплине существует несколько парадигм естественнонаучный и гуманитарный соответствующих основным психологическим теориям таким как бихевиоризм когнитивизм и психоанализ и соответственно психология мультипарадигмальная наука. В настоящий момент в психологии различают два принципиально различных подхода: естественнонаучный и гуманитарный поскольку такие теории как бихевиоризм когнитивизм психоанализ и прочие суть именно теории пусть и глобальные а с парадигмой у них очень мало общего Естественнонаучный подход...
29700. Структурализм 27.5 KB
  Ее представители называли себя структуралистами так как считали главной задачей психологии экспериментальное исследование структуры сознания. Понятие структуры предполагает элементы и их связь поэтому усилия школы были направлены на поиск исходных ингредиентов психики отождествленной с сознанием и способов их структурирования.