2. Измерение параметров фильтра нч

По измеренным характеристикам определите параметры собранной цепи. Сделайте это двумя способами:

1) по характерным точкам измеренных характеристик — с помощью курсоров измерьте частоту среза фильтра (частоту f_ср, на которой k(f_ср)=0,707), а по ней определите коэффициент затухания =_ср и постоянную времени =1/α цепи;

2) по всем измеренным точкам — при хорошей аппроксимации измеренных характеристик расчетными можно принять, что введенные параметры модели равны реальным параметрам собранной цепи.

Измеренные параметры фильтра внесите в таблицу и сравните с ожидаемыми (рассчитанными по номинальным значениям R и С).

Образец таблицы

Цепь	fср, кГц	, 1/с	, мкс	Примечания
				Измерение 1
Фильтр НЧ				Измерение 2
				Оценка по RС
				Измерение 1
Фильтр ВЧ				Измерение 2
				Оценка по RС

3. Изучение влияния параметров элементов фильтра нч

на его частотные характеристики

Замените резистор другим (с примерно вдвое меньшим сопротивлением) и зарисуйте новые АЧХ и ФЧХ (нанесите их на ранее выполненные рисунки). Затем, вернувшись к исходному резистору, замените конденсатор другим (с примерно вдвое большей емкостью) и снова зарисуйте АЧХ и ФЧХ (нанесите их на те же рисунки).

4. Изучение вида частотных характеристик

однозвенного фильтра ВЧ

Оставьте в цепи исходные резистор и конденсатор и, поменяв их местами, перейдите ко второй цепи. Убедившись, что и в этом случае измеряемые частотные характеристики качественно соответствуют ожидаемым (фильтру ВЧ), зарисуйте измеренные АЧХ и ФЧХ фильтра ВЧ.

Убедитесь, что измеренные АЧХ и ФЧХ хорошо описываются известной вам математической моделью однозвенного фильтра ВЧ. Методика аналогична примененной в п.1, только выберите другую математическую модель цепи.

5. Измерение параметров фильтра ВЧ

По измеренным характеристикам определите параметры цепи (двумя способами, см. п.2).

6. Изучение влияния параметров элементов фильтра ВЧ

на его частотные характеристики

Методика аналогична примененной в п.3.

7. Изучение частотных характеристик двухзвенной цепи

Соберите двухзвенную цепь, представляющую собой каскадное соединение двух простых RC-фильтров — фильтра НЧ (первое звено) и фильтра ВЧ (второе звено). Фильтр НЧ собирается из уже задействованных (исходных) элементов. Для фильтра ВЧ подберите еще один резистор (R₂≈10R₁) и один конденсатор (C₂≈C₁).

Последовательно наблюдайте частотные характеристики:

• первого звена при отключенном втором;

• первого звена при подключенном втором;

• двухзвенной цепи.

Зарисуйте измеренные частотные характеристики двухзвенной цепи — семейство из трех АЧХ и семейство из трех ФЧХ.

Контрольные вопросы

1. Как выглядят зависимости амплитуд напряжений на конденсаторе и на резисторе последовательной RC-цепи от амплитуды входного напряжения? От частоты?

2. Как выглядят зависимости начальных фаз напряжений на конденсаторе и на резисторе последовательной RC-цепи от начальной фазы входного напряжения? От частоты?

3. Изобразите характер АЧХ и ФЧХ последовательной RC-цепи, если выходным сигналом являются напряжение на конденсаторе; напряжение на резисторе; ток.

4. Какую из изученных вами цепей можно назвать фильтром нижних частот? Фильтром верхних частот? Полосно-пропускающим фильтром?

5. Как изменятся АЧХ и ФЧХ однозвенного RC-фильтра НЧ, если к задействованному в нем резистору подключить такой же: а) последовательно; б) параллельно?

6. Как изменятся АЧХ и ФЧХ однозвенного RC-фильтра ВЧ, если к задействованному в нем конденсатору подключить такой же: а) параллельно; б) последовательно?

7. Вы изучали частотные характеристики цепей с помощью генераторно-измерительной системы. Как вы себе представляете методику (алгоритм) работы этой системы в режиме автоматического измерения АЧХ? ФЧХ?

8. Каким образом можно экспериментально определить коэффициент затухания и постоянную времени последовательной RC-цепи?

__________

Лабораторная работа № 7

ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО КОЛЕБАТЕЛЬНОГО КОНТУРА

Цель работы — на примере последовательного колебательного контура изучить особенности частотных характеристик одноконтурной резонансной цепи.

Изучаются следующие основные вопросы:

1) явление последовательного резонанса (резонанса напряжений); 2) качественное описание вида частотных характеристик последовательного колебательного контура; 3) количественное описание частотных характеристик (математическая модель) последовательного колебательного контура; 4) влияние потерь в контуре на его частотные характеристики.