| ГЛАВА 3. РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Для исследования активных RC-фильтров разных порядков и типов используется универсальная панель (ПУЛАР), к которой подключается плата операционного усилителя (ОУ) [5]. Схема соединения выводов микросхемы с рабочими клеммами универсальной панели приведена на рис.3.1а). Цепь обратной связи ОУ - схема пассивного RC-фильтра монтируется на наборном поле ПУЛАРа. Расположение элементов фильтра представлено на рис.3.1б). Линии со стрелками обозначают соединение клемм с помощью гибких проводников.
В таблице 1 приведены соответствующие элементы для различных фильтров (ФНЧ, ФВЧ, ПФ), как первого, так и второго порядков с отрицательной обратной связью, рассмотренные в главе 2. Ограничения на конфигурацию и порядок RC-фильтра связаны лишь с количеством клемм наборного поля. С помощью одной схемы можно исследовать фильтры любого вида (Баттерворта, Бесселя, Чебышева), изменяя лишь номиналы резисторов и конденсаторов. Конкретные значения параметров элементов должны рассчитываться по заданию преподавателя в зависимости от предъявляемых требований к фильтру.
Таблица 1
| Тип
|
Порядок
|
Z1
|
Z2
|
Z3
|
Z4
|
Z5
|
| ФНЧ
|
1
|
R1
|
-
|
-
|
R2
|
C1
|
| ФВЧ
|
1
|
R1C1
|
-
|
-
|
R2
|
-
|
| ФНЧ
|
2
|
R1
|
C2
|
R3
|
R2
|
C1
|
| ФВЧ
|
2
|
C1
|
R2
|
C3
|
C2
|
R1
|
| ПФ
|
2
|
R1
|
R3
|
C
|
C
|
R2
|
1. Установить на универсальной панели (ПУЛАР) плату операционного усилителя (ОУ). Включить питание ПУЛАРа. Проверить вольтметром и при необходимости установить нужную величину напряжений питания микросхемы. Подать на вход ОУ сигнал с генератора звуковых частот. Измерить коэффициент усиления K
операционного усилителя.
 
 
   
              а) б)
Рис. 3.1: а) - схема соединения выводов ОУ с рабочими клеммами наборного поля; б) – расположение элементов фильтра на наборном поле ПУЛАРа.
2. Смонтировать и исследовать ФНЧ и ФВЧ 1-го порядка:
а) при заданных параметрах R
2
, R
1
и C
рассчитать частоты среза fc
и коэффициенты передачи K
0
и K
∞
;
б) убедиться, что в данном диапазоне частот коэффициент усиления ОУ превышает соответствующий коэффициент передачи по модулю;
в) снять частотные зависимости U
вых
= U
вых
(f
) для ФНЧ и ФВЧ;
г) построить частотные характеристики затухания ap
(
f
)
;
д) определить по частотным характеристикам частоты среза и сравнить с расчетными значениями.
Забиваем Сайты В ТОП КУВАЛДОЙ - Уникальные возможности от SeoHammer
Каждая ссылка анализируется по трем пакетам оценки: SEO, Трафик и SMM.
SeoHammer делает продвижение сайта прозрачным и простым занятием.
Ссылки, вечные ссылки, статьи, упоминания, пресс-релизы - используйте по максимуму потенциал SeoHammer для продвижения вашего сайта.
Что умеет делать SeoHammer
— Продвижение в один клик, интеллектуальный подбор запросов, покупка самых лучших ссылок с высокой степенью качества у лучших бирж ссылок.
— Регулярная проверка качества ссылок по более чем 100 показателям и ежедневный пересчет показателей качества проекта.
— Все известные форматы ссылок: арендные ссылки, вечные ссылки, публикации (упоминания, мнения, отзывы, статьи, пресс-релизы).
— SeoHammer покажет, где рост или падение, а также запросы, на которые нужно обратить внимание.
SeoHammer еще предоставляет технологию Буст, она ускоряет продвижение в десятки раз,
а первые результаты появляются уже в течение первых 7 дней.
Зарегистрироваться и Начать продвижение
3. Смонтировать и исследовать ФНЧ и ФВЧ 2-го порядка с отрицательной обратной
связью:
а) для заданного типа фильтра взять из таблицы 2 конкретные значения коэффициентов a
1
и b
1
передаточной функции KA
(
p
)
; (в таблице 2 приведены значения добротности полюсов звеньев фильтров Q1
- чем больше добротность, тем больше склонность фильтра к генерации);
б) при заданных значениях fc
, K
0
, K
∞
рассчитать следующие параметры элементов:
1. для ФНЧ - R
2
, R
1
и R
3
при заданных параметрах C2
и C
1
;
2. для ФВЧ - C2
, C
1
и C3
при заданных параметрах R
2
и R
1
;
в) снять частотные зависимости U
вых
= U
вых
(f
) для ФНЧ и ФВЧ;
г) построить частотные характеристики затухания ap
(
f
)
;
д) определить по частотным характеристикам частоты среза и сравнить с заданными частотами fc
;
е) определить для фильтров Чебышева неравномерность частотных характеристик в полосе пропускания Δa
и сравнить с заданной неравномерностью.
Таблица 2
| Тип фильтра
|
a
1
|
b1
|
Q1
|
| Баттерворта
|
1.4142
|
1.0000
|
0.71
|
| Бесселя
|
1.3617
|
0.618
|
0.58
|
| Чебышевас Δa
=
0.5дБ
|
1.3614
|
1.3827
|
0.86
|
| Чебышева с Δa
=
3дБ
|
1.0650
|
1.9305
|
1.3
|
4. Исследовать полосовой фильтр с отрицательной обратной связью:
а) при заданных значениях fr
, Q
, C
и Kr
рассчитать параметры R
2
, R
1
и R
3
;
б) измерить коэффициент усиления ОУ на резонансной частоте и убедиться, что он превышает 2Q2
;
в) снять частотные зависимости U
вых
= U
вых
(f
) и фазового сдвига φ(
f
)
;
г) построить частотные характеристики затухания ap
(
f
)
и φ(
f
)
;
д) определить по частотным характеристикам полосу пропускания и добротность Q и сравнить с заданными параметрами.
Литература
1. У. Титце, К. Шенк, Полупроводниковая схемотехника, М., Мир, 1982.
2. А. К. Лосев, Линейные радиотехнические цепи, М., Высшая школа, 1971.
3. А. Е. Знаменский, И. Н. Теплюк, Активные RC - фильтры, М., Связь, 1970.
4. Двинских В. А., Олейник Н. Г. Расчет линейных пассивных фильтров с сосредоточенными параметрами. Саратов. 1983.
5. Ишин С. А., Соловьев Ю. В. Операционные усилители на интегральных схемах. Саратов, 2001.
6. Ханзел Г. Е. Справочник по расчету фильтров. М., 1974.
Таким образом, выбрав в табл. 13.6 значения коэффициентов a
1
, и b
1
для конкретного фильтра, необходимо задать соответствующее значениеa
. Эти значения коэффициента усиления приведены в табл. 13.7.
Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
Попробуйте сервис онлайн-записи VisitTime на основе вашего собственного Telegram-бота:
— Разгрузит мастера, специалиста или компанию;
— Позволит гибко управлять расписанием и загрузкой;
— Разошлет оповещения о новых услугах или акциях;
— Позволит принять оплату на карту/кошелек/счет;
— Позволит записываться на групповые и персональные посещения;
— Поможет получить от клиента отзывы о визите к вам;
— Включает в себя сервис чаевых.
Для новых пользователей первый месяц бесплатно.
Зарегистрироваться в сервисе
| Тип фильтрара
|
Бесселя
|
Баттерворта
|
Чебышева с Δa
=0.5 дБ
|
Чебышева с Δa
=
3 дБ
|
| a
|
1,268
|
1,586
|
1,838
|
2,234
|
|
