POLITECHNIKA POZNAŃSKA INSTYTUT ELEKTROTECHNIKI PRZEMYSŁOWEJ |
|||
Laboratorium Podstaw elektroniki i energoelektroniki Ćwiczenie nr 6 Temat: Filtry aktywne RC |
|||
Rok akademicki: 2005/2006
Wydział Elektryczny Studia dzienne magisterskie Nr grupy: I |
Wykonawcy: 1. Joanna Ratajczak 2. Bartosz Balcerek 3. Krzysztof Jenek
|
Data |
|
|
|
Wykonania ćwiczenia |
Oddania sprawozdania |
|
|
9.12.2005r. |
16.12.2004r. |
|
|
Ocena: |
|
Uwagi: |
|||
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest zbadanie charakterystyk amplitudowo-częstotliwościowych podstawowych filtrów aktywnych RC w różnych konfiguracjach. Elementem aktywnym jest wzmacniacz operacyjny uA 741, Elementy bierne sprzężenia zwrotnego natomiast kształtują charakterystykę amplitudowo-częstotliwościową całego badanego układu. W ćwiczeniu, do badania filtrów wykorzystano człony kwadraturowe (tzn. dwubiegunowe) zrealizowane w konfiguracji z dodatnim sprzężeniem zwrotnym.
Badanie filtru dolnoprzepustowego rzędu II o tłumieniu krytycznym
Schemat pomiarowy
Charakterystyka częstotliwościowa filtru
Tabela pomiarów
Połączenie b-c bez sprzężeniazwrotnego |
||||||
F [kHz] |
U1 [V] |
U2 [V] |
Ku [V/V] |
K [dB] |
IKdBI |
|
0,1 |
1,2 |
2,5 |
2,08 |
6,38 |
6,38 |
|
0,5 |
1,2 |
3,8 |
3,17 |
10,01 |
10,01 |
|
1 |
1,2 |
2,4 |
2,00 |
6,02 |
6,02 |
|
1,5 |
1,2 |
0,8 |
0,67 |
-3,52 |
3,52 |
|
2 |
1,2 |
0,425 |
0,35 |
-9,02 |
9,02 |
|
2,5 |
1,2 |
0,26 |
0,22 |
-13,28 |
13,28 |
|
3 |
1,2 |
0,18 |
0,15 |
-16,48 |
16,48 |
|
4 |
1,2 |
0,1 |
0,08 |
-21,58 |
21,58 |
|
4,5 |
1,2 |
0,08 |
0,07 |
-23,52 |
23,52 |
|
Charakterystyka logarytmiczna amplitudowa filtru II rzędu dla połączenia b-c ze sprzężeniem zwrotnym
Odpowiedź filtru na skok napięcia u(t)=1(t)
Charakterystyka logarytmiczna fazowa filtru II rzędu dla połączenia a-b bez sprzężenia zwrotnego
Połączenie b-c bez sprzężeniazwrotnego |
||||||
F [kHz] |
U1 [V] |
U2 [V] |
Ku [V/V] |
K [dB] |
IKdBI |
|
0,1 |
1,2 |
1,4 |
1,17 |
1,34 |
1,34 |
|
0,35 |
1,2 |
1 |
0,83 |
-1,58 |
1,58 |
|
0,5 |
1,2 |
0,8 |
0,67 |
-3,52 |
3,52 |
|
0,75 |
1,2 |
0,5 |
0,42 |
-7,60 |
7,60 |
|
1 |
1,2 |
0,25 |
0,21 |
-13,62 |
13,62 |
|
1,5 |
1,2 |
0,08 |
0,07 |
-23,52 |
23,52 |
|
Odpowiedź filtru na skok napięcia u(t)=1(t)
Wnioski
Filtrem- nazywamy układ o strukturze czwórnika, który przepuszcza bez tłumienia lub 
z małym tłumieniem napięcia i prądy o określonym paśmie częstotliwości, a tłumi napięcia i prądy leżące poza tym pasmem. Pasmo częstotliwości, które filtr przepuszcza bez tłumienia nazywamy pasmem przepustowym, a pasmo częstotliwości, które filtr tłumi nazywamy pasmem tłumieniowym. Częstotliwość, która oddziela pasmo przepustowe od pasma tłumieniowego nazywamy częstotliwością graniczną filtra. W zależności od położenia pasma przepustowego rozróżniamy filtry: dolnoprzepustowe, górnoprzepustowe, pasmowe, zaporowe. W zależności od konstrukcji wyróżniamy m.in. filtry reaktancyjne LC, zbudowane z cewek i kondensatorów oraz bezindukcyjne, pasywne RC, zbudowane z rezystorów rezystorów kondensatorów.
Filtry aktywne RC to układy liniowe i stacjonarne realizowane za pomocą elementu aktywnego, na który założono sprzężenie zwrotne zbudowane z elementów biernych RC. Elementem aktywnym najczęściej jest wzmacniacz operacyjny. Sprzężenie zwrotne może być zarówno dodatnie jak i ujemne. W pierwszym przypadku sprzężeniu dodatniemu musi towarzyszyć sprzężenie ujemne dla zachowania stabilności układu. W drugim przypadku stosuje się wielokrotną pętle sprzężenia ujemnego.
Na podstawie przeprowadzonego doświadczenia i dokonanych pomiarów wyznaczyliśmy wartość wzmocnienia. Wyznaczyliśmy również odpowiedz filtru na wejściowy sygnał skoku.
Na podstawie wykresów możemy zauważyć, że w przypadku filtra dolnoprzepustowego małe częstotliwości znajdują się w paśmie przepustowym , a większe częstotliwości w paśmie zaporowym filtru. Najczęściej przyjmuje się, że krańcem pasma przepustowego jest częstotliwość, dla której wzmocnienie filtru maleje o 3dB.
3
Wyszukiwarka