- •1. Требования к выполнению лабораторных работ
- •2. Методические указания по моделированию
- •3. Измерительные приборы
- •Работа с прибором
- •Работа с прибором
- •Работа с осциллографом
- •4. Лабораторная работа №1
- •Лабораторное задание
- •5. Лабораторная работа №2
- •Лабораторное задание
- •Для пытливых
- •Моделирование
- •6. Лабораторная работа №3
- •Описание программы спектрального анализа
- •Лабораторное задание
- •Для пытливых
- •Моделирование
- •7. Лабораторная работа №4
- •Лабораторное задание
- •Амплитудная характеристика
- •Для пытливых
- •Моделирование
- •8. Лабораторная работа №5
- •Лабораторное задание
- •Для пытливых
- •Моделирование
- •Цель работы
- •Краткая теория
- •Выводы по теории
- •9.3. Описание лабораторной установки
- •9.4. Задание на лабораторную работу
- •9.4.1. При подготовке к работе:
- •9.4.2. В процессе работы:
- •9.5. Порядок выполнения работы и обработки результатов
- •Контрольные вопросы
- •10.1. Постановка задачи
- •10.2. Решение задачи графоаналитическим методом
- •10.3. Задание на расчет резистивного усилителя напряжения, работающего в режиме линейного усиления
- •10.4. Моделирование и расчет усилителя методом компьютерной интерполяции
- •10.5. Вычисление средних значений величин ku , ki , и kp
- •10.6. Исследование нелинейности усилителя напряжения
- •Основные выводы
- •Расчет, исследование и моделирование радиотехнических сигналов и устройств: лабораторный практикум
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14.
8. Лабораторная работа №5
АКТИВНЫЙ RC ФИЛЬТР
Цель работы: изучение свойств активного RC фильтра.
Лабораторное задание
1. Приведите в отчете справочные параметры и характеристики ОУ КР544УД2. Проведите их анализ, оцените близость рассматриваемого ОУ к идеальному.
2. К входу и выходу фильтра (рис.8.1) подключите левый и правый каналы электронного осциллографа соответственно. На вход подайте напряжение с амплитудой 0,5-1 В и частотой
41
28 кГц от генератора гармонических сигналов.
Рис. 8.1
Изучите рабочую плату и определите номиналы ее элементов.
3. Установите резистор R4 в крайнее правое положение (максимальное значение сопротивления). В этом случае глубина отрицательной обратной связи максимальна.
По осциллограммам входного и выходного сигналов проведите измерение амплитудно-частотной (АЧХ) и фазо-частотной (ФЧХ) характеристик фильтра, изменяя частоту генератора от 28 кГц до 300 кГц (15-20 значений). Для оценки АЧХ определите уровни Uвх и Uвых, а затем их отношение K. Результаты внесите в табл. 8.1.
Фазо-частотную характеристику можно определить, измеряя смещение по времени t входного сигнала относительно выходного. Сдвиг фаз вычисляется по формуле . Полученные значения внесите в табл.8.1, постройте графики АЧХ и ФЧХ.
По графику АЧХ определите полосу пропускания П и коэффициент прямоугольности КПР фильтра. Результаты запишите в табл. 8.2.
42
Таблица 8.1
Амплитудно-частотная характеристика
F, кГц |
|
|
|
|
Uвх, В |
|
|
|
|
Uвых, В |
|
|
|
|
K |
|
|
|
|
t, мкс |
|
|
|
|
, () |
|
|
|
|
Таблица 8.2
Характеристики фильтра
Тип фильтра |
R4 |
П, кГц |
КПР |
R4 - максимум |
|
|
|
Фильтр Баттерворта |
|
|
|
Фильтр Чебышева |
|
|
|
4. Уменьшая сопротивление R4, добейтесь максимально плоской АЧХ, так, чтобы отсутствовал ее подъем в области верхних частот, как показано на рис. 8.2 (кривая 2, фильтр Баттерворта). Кривая 1 соответствует максимальному значению R4. Измерьте величину сопротивления, отключив питание стенда.
По осциллограммам входного и выходного сигналов проведите измерение АЧХ фильтра в том же диапазоне частот (15-20 значений). Результаты внесите в табл. 8.3.
Рис. 8.2
43
Таблица 8.3
Амплитудно-частотная характеристика
F, кГц |
|
|
|
|
Uвх, В |
|
|
|
|
Uвых, В |
|
|
|
|
K |
|
|
|
|
По АЧХ определите полосу пропускания П и коэффициент прямоугольности КПР фильтра Баттерворта. Результаты запишите в табл 8.2.
5. Продолжая уменьшать сопротивление R4, добейтесь АЧХ, соответствующей фильтру Чебышева (кривая 3 на рис.8.2), у которого наибольший подъем в области верхних частот в 1,12 раза больше значения АЧХ на частоте 28 кГц.
Измерьте величину сопротивления, отключив питание стенда.
По осциллограммам входного и выходного сигналов проведите измерение АЧХ фильтра в том же диапазоне частот (15-20 значений). Результаты внесите в таблицу, аналогичную табл. 8.3.
По АЧХ определите полосу пропускания П и коэффициент прямоугольности КПР фильтра Чебышева. Результаты запишите в табл 8.2. Сравните характеристики рассмотренных фильтров, сделайте выводы.
6. Установите такое малое сопротивление R4, при котором в цепи возникают автоколебания. Зарисуйте осциллограммы напряжений, проанализируйте результаты.