Ćwiczenie nr 11. Czwórniki bierne - charakterystyki częstotliwościowe
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia był odczyt napięcia wejściowego oraz wyjściowego na ustawionej przez nas częstotliwości. Z tych czynników można obliczyć tłumienie, dobroć filtru selektywnego, częstotliwości graniczne dla fdp i fgp, oraz nachylenie zbocza charakterystyk fdp i fgp, w ich pasmach zaporowych.
Spis przyrządów
Generator funkcyjny, oscyloskop, częstościomierz, dwa woltomerze mierzące na zakresie 10V (v553-0,1%X+0,05%Z ; v560- +0,5%X+0,2%Z [30Hz-10kHz], +5%Z+0,5%Z[10kHz-100kHz] ) , makieta z filtrami.
Tabele i przykłady obliczeń
Tabela pomiarowa dla FDP
l.p. |
f[Hz] |
Uwe[V] |
δUwe[%] |
Uwy[V] |
δUwy[%] |
A(f)[V/V] |
δA(f)[%] |
A(f)[dB] |
A(f)[dB] |
1 |
48,1 |
1,564 |
0,007 |
1,548 |
0,028 |
0,990 |
0,034 |
-0,089 |
0,298 |
2 |
66,6 |
1,572 |
0,007 |
1,548 |
0,028 |
0,985 |
0,034 |
-0,134 |
0,298 |
3 |
105,9 |
1,543 |
0,007 |
1,498 |
0,027 |
0,971 |
0,034 |
-0,257 |
0,296 |
4 |
147,1 |
1,547 |
0,007 |
1,466 |
0,027 |
0,948 |
0,034 |
-0,467 |
0,295 |
5 |
199,7 |
1,551 |
0,007 |
1,427 |
0,027 |
0,920 |
0,034 |
-0,724 |
0,293 |
6 |
300,1 |
1,557 |
0,007 |
1,319 |
0,027 |
0,847 |
0,033 |
-1,441 |
0,288 |
7 |
492,7 |
1,568 |
0,007 |
1,098 |
0,025 |
0,700 |
0,032 |
-3,095 |
0,279 |
8 |
681,8 |
1,570 |
0,007 |
0,910 |
0,025 |
0,580 |
0,031 |
-4,737 |
0,271 |
9 |
1045,8 |
1,531 |
0,007 |
0,647 |
0,023 |
0,423 |
0,030 |
-7,481 |
0,259 |
10 |
1538,1 |
1,540 |
0,007 |
0,465 |
0,022 |
0,302 |
0,029 |
-10,401 |
0,251 |
11 |
1987,0 |
1,530 |
0,007 |
0,364 |
0,022 |
0,238 |
0,028 |
-12,472 |
0,247 |
12 |
2975,2 |
1,549 |
0,007 |
0,249 |
0,021 |
0,161 |
0,028 |
-15,877 |
0,242 |
13 |
4868,0 |
1,562 |
0,007 |
0,154 |
0,021 |
0,099 |
0,027 |
-20,123 |
0,238 |
14 |
6718,0 |
1,566 |
0,007 |
0,111 |
0,021 |
0,071 |
0,027 |
-22,989 |
0,236 |
15 |
10247 |
1,557 |
0,007 |
0,071 |
0,054 |
0,046 |
0,060 |
-26,821 |
0,523 |
16 |
14906 |
1,552 |
0,007 |
0,048 |
0,052 |
0,031 |
0,059 |
-30,193 |
0,513 |
17 |
19279 |
1,549 |
0,007 |
0,036 |
0,052 |
0,023 |
0,058 |
-32,675 |
0,507 |
A(f)=Uwy/Uwe=1,548/1,564=0,990[V/V]
A(f)=20*lg(Uwy/Uwe)=20*lg(1,548/1,564)=-0,089 [dB]
Tabela pomiarowa dla FGP
l.p. |
f[Hz] |
Uwe[V] |
δUwe[%] |
Uwy[V] |
δUwy[%] |
A(f)[V/V] |
δA(f)[%] |
A(f)[dB] |
A(f)[dB] |
1 |
48,2 |
1,556 |
0,007 |
0,056 |
0,020 |
0,036 |
0,027 |
-28,876 |
0,233 |
2 |
66,9 |
1,562 |
0,007 |
0,079 |
0,020 |
0,051 |
0,027 |
-25,921 |
0,234 |
3 |
104,3 |
1,536 |
0,007 |
0,124 |
0,021 |
0,081 |
0,027 |
-21,859 |
0,236 |
4 |
153,0 |
1,539 |
0,007 |
0,181 |
0,021 |
0,118 |
0,027 |
-18,591 |
0,239 |
5 |
194,5 |
1,544 |
0,007 |
0,237 |
0,021 |
0,153 |
0,028 |
-16,278 |
0,241 |
6 |
296,7 |
1,550 |
0,007 |
0,351 |
0,022 |
0,226 |
0,028 |
-12,900 |
0,246 |
7 |
493,3 |
1,559 |
0,007 |
0,552 |
0,023 |
0,354 |
0,029 |
-9,018 |
0,255 |
8 |
683,3 |
1,561 |
0,007 |
0,722 |
0,024 |
0,463 |
0,030 |
-6,697 |
0,262 |
9 |
1039,9 |
1,532 |
0,007 |
0,952 |
0,025 |
0,621 |
0,031 |
-4,132 |
0,272 |
10 |
1519,4 |
1,532 |
0,007 |
1,153 |
0,026 |
0,753 |
0,032 |
-2,469 |
0,281 |
11 |
1988,3 |
1,524 |
0,007 |
1,262 |
0,026 |
0,828 |
0,033 |
-1,639 |
0,286 |
12 |
2980,8 |
1,543 |
0,007 |
1,398 |
0,027 |
0,906 |
0,034 |
-0,857 |
0,292 |
13 |
4872,5 |
1,553 |
0,007 |
1,485 |
0,027 |
0,956 |
0,034 |
-0,389 |
0,295 |
14 |
6729,8 |
1,558 |
0,007 |
1,516 |
0,028 |
0,973 |
0,034 |
-0,237 |
0,297 |
15 |
10102,0 |
1,549 |
0,007 |
1,524 |
0,126 |
0,984 |
0,133 |
-0,141 |
1,154 |
16 |
14740,0 |
1,544 |
0,007 |
1,531 |
0,127 |
0,992 |
0,133 |
-0,073 |
1,157 |
17 |
19292,0 |
1,542 |
0,007 |
1,536 |
0,127 |
0,996 |
0,133 |
-0,034 |
1,159 |
Tabela pomiarowa dla FSP
l.p. |
f[Hz] |
Uwe[V] |
δUwe[%] |
Uwy[V] |
δUwy[%] |
A(f)[V/V] |
δA(f)[%] |
A(f)[dB] |
A(f)[dB] |
1 |
1814,8 |
1,524 |
0,007 |
1,288 |
0,026 |
0,845 |
0,033 |
-1,461 |
0,287 |
2 |
1613 |
1,529 |
0,007 |
0,679 |
0,023 |
0,444 |
0,030 |
-7,051 |
0,260 |
3 |
1480,7 |
1,528 |
0,007 |
0,514 |
0,023 |
0,336 |
0,029 |
-9,463 |
0,253 |
4 |
1357 |
1,527 |
0,007 |
0,425 |
0,022 |
0,278 |
0,029 |
-11,109 |
0,249 |
5 |
1075,8 |
1,522 |
0,007 |
0,316 |
0,022 |
0,208 |
0,028 |
-13,655 |
0,244 |
6 |
750,1 |
1,516 |
0,007 |
0,259 |
0,021 |
0,171 |
0,028 |
-15,348 |
0,242 |
szczyt |
1902,0 |
1,598 |
0,007 |
1,592 |
0,029 |
0,996 |
0,036 |
-0,033 |
0,313 |
1 |
2011,9 |
1,524 |
0,007 |
1,276 |
0,026 |
0,837 |
0,033 |
-1,543 |
0,286 |
2 |
2174,4 |
1,532 |
0,007 |
0,721 |
0,024 |
0,471 |
0,030 |
-6,546 |
0,262 |
3 |
2591,3 |
1,538 |
0,007 |
0,279 |
0,021 |
0,181 |
0,028 |
-14,827 |
0,243 |
4 |
2885,4 |
1,540 |
0,007 |
0,183 |
0,021 |
0,119 |
0,027 |
-18,501 |
0,239 |
5 |
3296 |
1,543 |
0,007 |
0,117 |
0,021 |
0,076 |
0,027 |
-22,404 |
0,236 |
6 |
3755,6 |
1,543 |
0,007 |
0,080 |
0,020 |
0,052 |
0,027 |
-25,706 |
0,234 |
Umax=1,592V
Umax /
V
fg1=1776,0[Hz]
fg2=2047,9[Hz]
dobroć - Q=7,01
Q=fs/(fg2-fg1)=1902,0/(2047,9-1776,0)=7,01
Określenie częstotliwości granicznej filtrów fgp i fdp z charakterystyk amplitudowych.
Dla FDP
Ld = 125,5mm
Lg =85,5mm
fp=100[Hz]
fg = fp*10^(Lg/Ld)=100*10^(85,5/125,5)=480,04[Hz]
dla FGP
Ld = 254,5mm
Lg =27,5mm
fp=1000[Hz]
fg = fp*10^(Lg/Ld)=1000*10^(27,5/254,5)=1282,5[Hz]
Charakterystyka dla FSP
Wyznaczenie nachylenia zbocza charakterystyk dla fgp i fdp
Dla FDP
dla FGP
f1=48,2
f2=1039
A=29,84
nachylenie - 22,37 [dB/dekadę]