9283_отчёт_2 лаб_Зикратова

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина)

Кафедра ЭПУ

отчЁт

по лабораторной работе №2

по дисциплине «Аналоговая схемотехника»

Тема: ПАССИВНЫЕ ФИЛЬТРЫ

Студентка гр. 9283		Зикратова А. А.
Преподаватель		Селиванов Л. М.

Санкт-Петербург

2022

Цель работы.

изучение свойств фильтров низких и высоких частот, а также полосовых фильтров, приобретение навыков работы с генератором сигналов и цифровым осциллографом.

Обработка результатов

1. CR-фильтр на низких частотах:

R = 47 кОм; C = 10 нФ; f₀ = = ≈ 338 Гц

Пример расчёта (экспериментальные зн-я) для f = 1014 Гц:

K = = ≈ 0,923

K_дБ = 20lg(K) = 20lg(0,923) ≈ -0,7 дБ

φ = 360⁰ ‧ f ‧ τ = 360⁰ ‧ 1014 ‧ 0,000052 ≈ 19⁰

Пример расчёта (теоретические зн-я) для f = 1014 Гц:

K = = = ≈ 0,949

K_дБ = 20lg(K) = 20lg(0,949) ≈ -0,46 дБ

φ = arctg(f₀/f) ‧ = arctg(338/1014) ‧ ≈ 18,4⁰

Рис. 1

Рис. 2

2. RC-CR-фильтр:

Пример расчёта (экспериментальные зн-я) для f = 1014 Гц:

K = = ≈ 0,318

K_дБ = 20lg(K) = 20lg(0,318) ≈ -9,9 дБ

φ = 360⁰ ‧ f ‧ τ = 360⁰ ‧ 1014 ‧ 0,00009 ≈ 32,9⁰ (не учитывалось опережение/отставание выходного сигнала)

Пример расчёта (теоретические зн-я) для f = 1014 Гц:

K = = = ≈ 0,278

K_дБ = 20lg(K) = 20lg(0,278) ≈ -11,1 дБ

φ = arctg((f₀/f – f/f₀)/3) ‧ = arctg((338/1014 – 1014/338)/3) ‧ = arctg(-8/9) ‧ ≈ 41,6⁰. Полоса пропускания (исходя из таблицы 2): [135,2; 1352] Гц

Рис. 3

Рис. 4

3. LC-фильтр на низких частотах:

L = 220 мкГн; C = 22 нФ; R_L = 8,27 Ом f₀ = = ≈ 72380 Гц;

= ≈ 874766,8 Гц; = = 100 → R_L <

Пример расчёта (экспериментальные зн-я) для f = 217140 Гц:

K = = ≈ 0,302

K_дБ = 20lg(K) = 20lg(0,318) ≈ -10,4 дБ

φ = 360⁰ ‧ f ‧ τ = 360⁰ ‧ 217140 ‧ 0,00000224 ≈ -175,1⁰ (не учитывалось опережение/отставание выходного сигнала)

Пример расчёта (теоретические зн-я) для f = 217140 Гц:

K = = ≈ 0,125

K_дБ = 20lg(K) = 20lg(0,125) ≈ -18,1 дБ

φ = ‧ = ‧ ≈

-178,2⁰

Рис. 5

Рис. 6

Вывод: в ходе лабораторной работы были получены АЧХ и ФЧХ для LC-фильтра, RC-CR-фильтра и CR-фильтра низких частот. Для CR-фильтра низких частот полоса пропускания – [0; f_ср], где f_ср ≈ 338 Гц – частота, при которой коэффициент передачи уменьшается в раз. RC- CR фильтр получен путём последовательного соединения ФНЧ и ФВЧ, полоса пропускания – [135,2; 1352] Гц. Т. к. R_L < в LC – фильтре возникает резонанс при f₀ ≈ 72380 Гц → гармоники с частотами f < f₀ – пропускает, а с частотами f > f₀ – подавляет; полоса пропускания – [0; 72380] Гц.