Wydział Fizyki Matematyki i Informatyki Stosowanej	Mateusz Finek Mateusz Kisielewski	Grupa 12, PEd	8.03.2010
Informatyka I rok	Filtry pasywne i układy zasilające.	Ćwiczenie 2

1. Badanie własności filtru dolnoprzepustowego.

Rys. 1: Ukł. pomiarowy do badania charakterystyki filtru dolnoprzepustowego.

W celu uzyskania częstotliwości granicznej f_gr=700Hz należy użyć kondensatora o pojemności C=227nF przy założeniu, że opornik będzie miał rezystancję R=1kΩ.

Częstotliwość graniczna wynosi 700 Hz dla -3 dB.

Rys. 2: Charakterystyka amplitudo-częstotliwościowa filtru dolnoprzepustowego.

Rys. 3: Wykres dla częstotliwości generatora równej 10*fg (7kHz).

Rys. 4: Wykres dla częstotliwości generatora równej fg (700Hz).

Rys. 5: Wykres dla częstotliwości generatora równej 0.1*fg (70Hz).

Wnioski:

Im częstotliwość na wejściu jest wyższa od częstotliwości granicznej, tym bardziej efektywnie filtr taką falę tłumi, natomiast im jest mniejsza tym mniej wpływa na jej kształt.

Ponadto na wykresach możemy zaobserwować ładowanie i rozładowywanie kondensatora w półokresach dodatnich i ujemnych.
/W półokresach ujemnych kondensator ładuje się w kierunku wstecznym./

2. Badanie własności filtru górnoprzepustowego.

Rys. 6: Ukł. pomiarowy do badania charakterystyki filtru górnoprzepustowego.

W celu uzyskania częstotliwości granicznej f_gr=700Hz należy użyć kondensatora o pojemności C=227nF przy założeniu, że opornik będzie miał rezystancję R=1kΩ.

Częstotliwość graniczna wynosi 700 Hz dla -3 dB.

Rys. 8: Wykres dla częstotliwości generatora równej 10*fg (7kHz).

Rys. 7: Charakterystyka amplitudo-częstotliwościowa filtru górnoprzepustowego.

Rys. 9: Wykres dla częstotliwości generatora równej fg (700 Hz).

Rys. 10: Wykres dla częstotliwości generatora równej 0.1*fg (70 Hz).

Wnioski:

Im częstotliwość na wejściu jest mniejsza od częstotliwości granicznej, tym efektywniej filtr taką falę tłumi, natomiast im jest większa tym mniej wpływa na jej kształt. Dla bardzo dużych częstotliwości otrzymujemy sygnał zbliżony do wejściowego. Na wykresach widzimy również momenty rozładowywania się kondensatora. Dla niskich częstotliwości (f<f_g) nie przepuszczane są sygnały stałe napięcia wejściowego.

3. Symulacja działania układu zasilającego z prostownikiem jednopołówkowym.

Rys. 11: Ukł. pomiarowy do symulacji działania prostownika jednopołówkowego (bez kondensatora).

Rys. 12: Wykres dzialania prostownika jednopołówkowego (bez kondensatora).

Rys. 11: Ukł. pomiarowy do symulacji działania prostownika jednopołówkowego z kondensatorem.

Napięcie tętnień to różnica między napięciem wejściowym, a napięciem wyjściowym wynosi ono w przybliżeniu ok. 11.3V.

Rys. 13: Wykres działania prostownika jednopołówkowego (z kondensatorem).

Napięcie tętnień wynosi w przybliżeniu 1.9V. Użycie kondensatora powoduje prostowanie sygnału. Zwiększanie jego pojemności powoduje zwiększenie stałej czasowej.

Rys. 14: Wykres działania prostownika jednopołówkowego (z kondensatorem) i zmniejszoną rezystancją odbiornika (0.5kΩ).

Napięcie tętnień wynosi w przybliżeniu 3.3V. Zatem zmniejszenie rezystancji odbiornika wpływa na szybkość rozładowywania się kondensatora (zmniejszenie stałej czasowej).

Rys. 15: Wykres działania prostownika jednopołówkowego (z kondensatorem) bez obciążenia.

Napięcie tętnień wynosi 0V. Kondensator raz naładowany nie rozładowywuje się. Fala jest maksymalnie wyprostowana.