3.1.3Активные фильтры.

Индуктивно-емкостные фильтры просты и надежны в эксплуатации, однако их масса и габаритные размеры очень существенны и для некоторых устройств могут быть неприемлемы. Электронные фильтры не имеют присущих индуктивно-емкостным фильтрам недостатков. Вместо дросселя в этих фильтрах используют транзисторы, вольт-амперная коллекторная характеристика которых по форме подобна кривой намагничивания ферромагнитного сердечника дросселя.

Электронные активные фильтры применяют при токах нагрузки до нескольких ампер и напряжениях, определяемых десятками вольт. Различают электронные фильтры с нагрузкой, включенной последовательно с транзистором в цепь коллектора либо эмиттера или параллельно транзистору.

Наиболее проста и часто используемая на практике схема фильтра имеет вид, представленная на рис. 3.2.

В данной схеме имеет место автоматическое смещение постоянной составляющей напряжения, подаваемого на базу транзистора. Поэтому фильтр может устойчиво работать при изменении температуры окружающей среды. Схема не требует настройки при замене транзистора.

Р ис. 3.2. Схема последовательного активного фильтра

Коэффициент усиления по напряжению для данной схемы практически равен единице, а выходное сопротивление значительно ниже, чем для других схем включения транзистора. Однако коэффициент сглаживания этого фильтра ниже, чем у других схем. Повысить его можно путем повышения коэффициента сглаживания фильтра в базовой цепи транзистора, либо за счет увеличения коэффициента усиления транзистора.

3.2Подготовка к работе.

1. Изучить принцип работы схем пассивных и активных фильтров.

2. Изучить порядок расчета схем фильтров и их качественных характеристик.

3. Для заданного преподавателем коэффициента сглаживания и известных параметрах RC фильтра рассчитать величину допустимой нагрузки.

4. Нарисовать схемы исследуемых фильтров.

5. Ознакомиться с порядком сборки схем на стенде.

3.3План работы.

1. Собрать схемы для исследования пассивных емкостного и RC фильтров, представленных на рис. 3.3.

2. Для номинального тока (Iном = 100mA) нагрузки снять и построить осциллограммы напряжений на нагрузке без фильтра и с фильтром для двух схем рис. ЛР2.3.

3 . Снять и построить зависимость коэффициента сглаживания фильтра от тока нагрузки

г де

К'п, Кп - коэффициенты пульсаций соответственно на входе выходе фильтра,

- амплитуда переменной составляющей соответственно на входе и выходе фильтра,

U'ср, Uср - среднее значение напряжения соответственно на входе и выходе фильтра.

Сравнить рассчитанное значение допустимой для заданного значения Ксгл и полученное экспериментально.

Амплитудное значение выпрямленного напряжения на входе и выходе фильтра определить с помощью осциллографа.

4. Собрать схему активного фильтра, представленную на рис. 3.4.

5. Снять и построить зависимость коэффициента сглаживания фильтра от тока нагрузки

г де

К'п, Кп - коэффициенты пульсаций соответственно на входе выходе фильтра,

- амплитуда переменной составляющей соответственно на входе и выходе фильтра,

U'ср, Uср - среднее значение напряжения соответственно на входе и выходе фильтра.

Сравнить рассчитанное значение допустимой для заданного значения Ксгл и полученное экспериментально.

Амплитудное значение выпрямленного напряжения на входе и выходе фильтра определить с помощью осциллографа. Зарисовать осциллограмму напряжений на входе и выходе фильтра.