3.3. Порядок выполнения работы

Для исследования активных фильтров необходимо:

- измерить АЧХ фильтра.

• Используя исходные данные работы № 2 рассчитать значения частоты среза – f_В.

• Загрузить программу Multisim.

• В окне программы составить схему, изображенную на рисунке 1а и задать номиналы соответствующих элементов (сопротивление и емкость) согласно таблице 1.

• К входу схемы подключить источник переменного напряжения (источник напряжения AC). Установить напряжение генератора U_ген = 1В и минимальную частоту, находящуюся в полосе пропускания фильтра (f_min << f_В).

• Произвести исследование АЧХ фильтра с помощью вольтметра.

• К выходу фильтра подключить вольтметр и установить его в режиме переменного тока (AC).

• Произвести измерение напряжения на выходе фильтра в диапазоне частот: f_min - f_max, где f_max – частота, находящаяся в полосе задерживания фильтра (f_max >> f_В). Измерение производится включением режима моделирования кнопкой Пуск. Вольтметр покажет эффективное значение выходного напряжения U_вых, которое надо занести в таблицу 1 и посчитать экспериментальное значение коэффициента передачи.

Примечание:

Изменять частоту генератора можно так, чтобы выходное напряжение изменилось примерно на 8 – 12% от предыдущего значения. При таком шаге изменения частоты входного сигнала вся кривая разбивается примерно на 10 уровней, по которым будет построена АЧХ. Значение частоты всегда можно откорректировать.

• По результатам измерений построить АЧХ.

- измерить ФЧХ фильтра.

• Подключить двухканальный осциллограф на выход фильтра

Примечание:

При снятии ФЧХ нужно восстановить значения входного напряжения и частоты генератора сигнала, записанные в таблице 1. Это значит, что ФЧХ будет измеряться в идентичных условиях, что и АЧХ.

• Установить цвета проводников сигналов – входного красным, выходного – синим. Для этого щелкнуть ПКМ по проводнику, в открывшемся меню выбрать Цвет сегмента. Затем, в появившемся окне выбрать нужный цвет.

• Открыть переднюю панель осциллографа. В блоке Развертка установить соответствующее значение для шкалы us/Div и режим Y/T, в каналах «A» и «B» установить одинаковую чувствительность 100 v/div в режиме переменного тока AC. В блоке Синхронизация включить режим Авто.

• Произвести измерение сигналов включением режима моделирования кнопкой Пуск.

• Подвести красную и синюю визирные линии в точки максимальных значений соответственно входного и выходного сигналов:

• В правом нижнем окне прочитать разность (T2 –T1), равную смещению сигналов по оси времени. Результаты измерений занести в таблицу 2 и произвести расчет фазы от частоты по зависимости:

(4.1)

• По результатам измерений построить ФЧХ.

• Выполнить проверку полученных данных с помощью анализа фильтра в режиме АС.

Варианты задания: использовать варианты работы 2.

Содержание отчета

Отчет должен включать в себя таблицы, содержащие результаты исследований, полученных в ходе эксперимента (действующие значения напряжений выходного сигнала и разность значений времени), построенные АЧХ и ФЧХ. Необходимо оценить степень совпадения коэффициентов усиления для моделируемых схем, рассчитанных по формулам и полученных в ходе эксперимента.

Работа завершается выводом.

Таблица 1

f, кГц	fmin	…	…	…	fmax
Uвых
Ku = Uвых / Uвх

Таблица 2

f, кГц	fmin	…	…	…	fmax
Т2 – Т1
φ(f)