лр_1

_{МИНОБРНАУКИ РОССИИ}

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра БТС

отчет

по лабораторной работе №1

по дисциплине «Элементная база электроники»

Тема: Исследования пассивных фильтров первого порядка.

Студентка
Преподаватель

Санкт-Петербург

2022

Цель работы.

Изучение прохождения переменного тока через простейшие электронные фильтры. Построение АЧХ и ФЧХ фильтров с применением специальных инструментов NI ELVIS и с помощью генератора сигналов и осциллографа.

Используемое оборудование:

NI ELVIS Bode Analyzer, макетная плата NI ELVIS, резисторы, конденсаторы, аналоговый осциллограф, цифровой генератор сигнала.

Основные теоретические положения.

Фильтр – устройство, которое передаёт сигналы в определенной области частот и препятствует прохождению сигналов вне этой области.

АЧХ показывает зависимость амплитуды выходного сигнала некоторой системы от частоты её входного сигнала.

Коэффициент передачи:

Таблица 1. Пример классификации фильтров по типу АЧХ

ФЧХ показывает зависимость разности фаз между выходным и входным сигналом от частоты входного сигнала.

Для определения разности фаз и построения ФЧХ используют два метода:

1. Метод непосредственной развертки:

Рисунок 2. Пример вычисления ФЧХ по методу непосредственной развертки

2. Фигуры Лиссажу:

Рисунок 3. Пример вычисления ФЧХ по фигурам Лиссажу

Обработка результатов эксперимента.

1. Фильтр нижних частот (ФНЧ).

Рисунок 1. Электрическая схема ФНЧ.

Рисунок 2. Схема подключения для проведения Bode Analyzer.

Рисунок 3. АЧХ и ФЧХ ФНЧ, полученные при помощи Body Analyzer.

Рисунок 4. АЧХ ФНЧ, полученное с помощью осциллографа и генератора сигналов (К, дБ).

Рисунок 5. АЧХ ФНЧ, полученное с помощью осциллографа и генератора сигналов (К, раз).

Табл. 4

Табл. 5

f cut = 677 Гц

2. Фильтр верхних частот (ФВЧ).

Рисунок 6. Электрическая схема ФВЧ.

Рисунок 7. АЧХ и ФЧХ ФВЧ, полученные при помощи Body Analyzer.

Рисунок 8. АЧХ ФВЧ, полученное с помощью осциллографа и генератора сигналов (К, дБ).

Рисунок 9. АЧХ ФВЧ, полученное с помощью осциллографа и генератора сигналов (К, раз).

Табл. 4

Табл. 4

f cut = 722 Гц

Фигуры Лиссажу

1)

Частота генератора: f= 20.000 Гц

Частота через NI Elvis: f=10.000 Гц

Отношение частот (фаза): (2:1)

2)

Частота генератора: f=30.000 Гц

Частота через NI Elvis: f=10.000 Гц

Отношение частот (фаза): (3:1)

3)

Частота генератора: f=70.000 Гц

Частота через NI Elvis: f=10.000 Гц

Отношение частот (фаза): (7:1)

4)

Частота генератора: f=1500 Гц

Частота через NI Elvis: f=2000 Гц

Отношение частот (фаза): (3:4)

Вывод:

АЧХ ФНЧ, полученное с помощью Body Analyzer, и АЧХ ФНЧ, полученное с помощью осциллографа и генератора сигналов, совпадают.

Частота среза для ФНЧ:

f cut = 677 Гц

АЧХ ФВЧ, полученное с помощью Body Analyzer, и АЧХ ФВЧ, полученное с помощью осциллографа и генератора сигналов, не совпадают.

Частота среза для ФНЧ:

f cut = 722 Гц