1.Badanie właściwości filtru górnoprzepustowego.
1.1 Dla filtru dolnoprzepustowego o wartościach C=0,1μF, R=10kΩ, Uwe=1,5V=const.
odczytano wartości Uwy, f, a, b. Następnie dokonano obliczeń kąta fazowego [ϕ°]
oraz ku , wszystkie wyniki zamieszczono w tabeli.
fmin=1/(2*3,14*20000*0,0000001) =159 [Hz] |
f [Hz] |
20 |
23 |
29 |
35 |
60 |
90 |
130 |
165 |
300 |
2000 |
Uwy [V] |
0,179 |
0,2 |
0,25 |
0,3 |
0,5 |
0,7 |
0,9 |
1,1 |
1,3 |
1,5 |
a |
3 |
3 |
3,5 |
4,5 |
6 |
9 |
10 |
11 |
10 |
2 |
b |
3 |
3 |
3,5 |
4,5 |
7 |
11 |
13 |
16 |
19 |
22,5 |
|
90,0 |
90,0 |
90,0 |
90,0 |
59,0 |
54,9 |
50,3 |
43,4 |
31,8 |
5,1 |
ku |
-18,46 |
-17,5 |
-15,56 |
-13,98 |
-9,542 |
-6,62 |
-4,437 |
-2,694 |
-1,243 |
0 |
Poniższa tabelka przedstawia wyniki pomiarów dla filtra górnoprzepustowego przy nieznanej pojemności kondensatora.
C=C1=? |
|
R=20000 |
|
Uwe=const =1,5V |
f [Hz] |
20 |
48 |
71 |
95 |
120 |
148 |
250 |
370 |
530 |
660 |
1220 |
20000 |
Uwy [V] |
0,04 |
0,1 |
0,15 |
0,2 |
0,25 |
0,3 |
0,5 |
0,7 |
0,9 |
1,1 |
1,3 |
1,49 |
a |
1 |
2 |
2 |
2,5 |
4,5 |
4,5 |
6,5 |
9 |
10,5 |
11 |
9 |
1 |
b |
1 |
2 |
2 |
2,5 |
4,5 |
4,5 |
7 |
10,5 |
13,5 |
16 |
18,5 |
22 |
|
90,0 |
90,0 |
90,0 |
90,0 |
90,0 |
90,0 |
68,2 |
59,0 |
51,1 |
43,4 |
29,1 |
2,6 |
ku |
-31,48 |
-23,52 |
-20 |
-17,5 |
-15,56 |
-13,98 |
-9,542 |
-6,62 |
-4,437 |
-2,694 |
-1,243 |
-0,058 |
Cobl [nF] |
21 |
22 |
23 |
23 |
22 |
22 |
23 |
23 |
23 |
26 |
23 |
24 |
Cśr = 22 nF
fmin=1/(2*3,14*10000*0,000000022) = 724 [Hz] |
2.Badanie właściwości filtra dolnoprzepustowego.
2.2 Dla filtru dolnoprzepustowego o wartościach C=10 nF, R=10kΩ, Uwe=1,5V=const.
odczytano wartości Uwy, f, a, b. Następnie dokonano obliczeń kąta fazowego [ϕ°]
oraz ku , wszystkie wyniki zamieszczono w tabeli.
f [Hz] |
20 |
400 |
660 |
800 |
1300 |
1920 |
2800 |
4100 |
6700 |
16000 |
Uwy [V] |
1,47 |
1,42 |
1,35 |
1,3 |
1,1 |
0,9 |
0,7 |
0,5 |
0,3 |
0,1 |
a |
1,5 |
5 |
8 |
9 |
10,5 |
10 |
9,5 |
7,5 |
4,5 |
2 |
b |
22 |
21 |
20 |
18 |
16 |
13,5 |
10,5 |
8 |
4,5 |
2 |
|
3,9 |
13,8 |
23,6 |
30,0 |
41,0 |
47,8 |
64,8 |
69,6 |
90,0 |
90,0 |
ku |
-0,175 |
-0,476 |
-0,915 |
-1,243 |
-2,694 |
-4,437 |
-6,62 |
-9,542 |
-13,98 |
-23,52 |
fmax=1/(2*3,14*10000*0,000000010) = 1592 [Hz] |
Poniższa tabelka przedstawia wyniki pomiarów dla filtra dolnoprzepustowego przy nieznanej pojemności kondensatora.
C=C1=? |
|
R=10000 |
|
Uwe=const =1,5V |
f [Hz] |
100 |
180 |
260 |
350 |
480 |
600 |
860 |
1220 |
1900 |
3200 |
6000 |
Uwy [V] |
1,47 |
1,42 |
1,37 |
1,3 |
1,2 |
1,1 |
0,9 |
0,7 |
0,5 |
0,3 |
0,15 |
a |
2 |
5 |
7 |
8,5 |
10 |
10,5 |
10,5 |
9 |
7 |
5 |
2,5 |
b |
22,5 |
21 |
20 |
19 |
17,5 |
15,5 |
13 |
11 |
7,5 |
5 |
2,5 |
|
5,1 |
13,8 |
20,5 |
26,6 |
34,8 |
42,6 |
53,9 |
54,9 |
69,0 |
90,0 |
90,0 |
ku |
-0,007 |
-0,018 |
-0,03 |
-0,048 |
-0,074 |
-0,104 |
-0,171 |
-0,254 |
-0,367 |
-0,537 |
-0,769 |
Cobl [nF] |
32 |
30 |
27 |
26 |
25 |
25 |
25 |
25 |
24 |
24 |
26 |
C = 27 nF
fmax=1/(2*3,14*10000*0,000000027) = 590 [Hz] |
Wnioski:
FILTR GÓRNOPRZEPUSTOWY
Na podstawie przeprowadzonego ćwiczenia możemy stwierdzić że filtr górnoprzepustowy jest układem przepuszczającym duże częstotliwości , a tłumiącym częstotliwości małe i wprowadzającym dla nich przesuniecie fazowe . Zgodnie z przypuszczeniami przy częstotliwość minimalnej przesuniecie fazowe wynosiło 45 stopni . Częstotliwość ta dla filtru o parametrach R=10000 i C=0,1 μF wyniosła fmin=159 Hz.
W dalszej części naszym zadaniem było określenie , na podstawie odpowiedzi , pojemności zastosowanej w czwórniku. Dokonaliśmy tego po przeliczeniu 6 pomiarów i wynosi ona C1=22 nF.
FILTR DOLNOPRZEPUSTOWY
Zmontowany przez nas układ pracował poprawnie - przepuszczał częstotliwości małe a tłumił i wprowadzał przesunięcie fazowe dla częstotliwości dużych. Na podstawie wykresu można stwierdzić , iż przy częstotliwości granicznej w tym filtrze przesuniecie fazowe także wyniosło 45 stopni . Częstotliwość ta dla filtru o parametrach R=10000 i C=10 nF wyniosła fmax=1592 Hz.
Nie znana pojemność zastosowana w drugim badanym przez nas filtrze wyniosła C1=27 nF.