Pierwszym zadaniem na laboratorium było wyznaczenie charakterystyki przenoszenia filtru środkowoprzepustowego. Poniższe tabele i wykres przedstawiają te charakterystyki.
f |
[kHz] |
2,5 |
3 |
3,5 |
4 |
4,3 |
4,6 |
5 |
5,5 |
6 |
6,5 |
7 |
UWYSKUT |
[V] |
2,94 |
3,56 |
4,52 |
6,25 |
7,12 |
8,2 |
9,55 |
10,83 |
10,86 |
10,67 |
10,48 |
7,5 |
8 |
8,5 |
9 |
9,5 |
10 |
12 |
10,26 |
10,03 |
9,8 |
9,49 |
9,18 |
8,7 |
7,16 |
Przedział 3 dB zawiera się w wartościach napięcia od 7,68 do 10,86 V. Dolna częstotliwość graniczna wynosi około 4,5 kHz, a górna częstotliwość graniczna to około 11 kHz. Pasmo przenoszenia zawarte pomiędzy częstotliwościami granicznymi to 4,5 ÷ 11 kHz. Częstotliwości graniczne i pasmo przenoszenia wyznaczone są w przybliżeniu i mogą różnic się od stanu faktycznego.
Kolejnym punktem planu było wykonanie pomiarów i przedstawienie charakterystyk dla filtru dolnoprzepustowego. Dokonywałem pomiarów dla zadanych wartości rezystancji i pojemności kondensatora. Wartości pomiarów przedstawiają tabele. Kolejne tabele przedstawiają wartości dla: C=10 nF, R=100 Ω,
C=10 nF, R= 1 kΩ,
C=10 nF, R=4,7 kΩ,
C=4,7 nF, R=100 Ω,
C=1 nF, R=100 Ω.
f |
[kHz] |
0,2 |
0,5 |
1 |
2 |
5 |
8 |
10 |
12 |
15 |
20 |
UWYSKUT |
[V] |
12,76 |
12,48 |
12,12 |
11,64 |
9,58 |
5,98 |
4,92 |
2,93 |
1,97 |
1,07 |
f |
[kHz] |
0,2 |
0,5 |
1 |
2 |
5 |
8 |
10 |
12 |
15 |
20 |
UWYSKUT |
[V] |
11,88 |
10,35 |
5,28 |
2,75 |
0,03 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
f |
[kHz] |
0,2 |
0,5 |
1 |
2 |
5 |
8 |
10 |
12 |
15 |
20 |
UWYSKUT |
[V] |
5,8 |
1,27 |
0,13 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
f |
[kHz] |
0,2 |
0,5 |
1 |
2 |
5 |
8 |
10 |
12 |
15 |
20 |
UWYSKUT |
[V] |
12,96 |
12,78 |
12,54 |
12,14 |
11,11 |
9,51 |
7,7 |
6,26 |
4,87 |
2,05 |
f |
[kHz] |
0,2 |
0,5 |
1 |
2 |
5 |
8 |
10 |
12 |
15 |
20 |
UWYSKUT |
[V] |
13,05 |
12,91 |
12,79 |
12,46 |
11,28 |
9,87 |
8,35 |
6,73 |
5,22 |
2,67 |
Wykresy przedstawiają żądane charakterystyki. Częstotliwości graniczne i wartości napięcia zostały naniesione na wykresy.
Kolejnym punktem było badanie filtru górnoprzepustowego. Wyniki pomiarów przedstawiają tabele. Poniżej umieszczam wykresy przedstawiające żądane charakterystyki z naniesionymi częstotliwościami granicznymi.
Tabele przedstawiają kolejno wartości dla:
C=4,7 nF, R=4,7 kΩ,
C=4,7 nF, R=47 kΩ,
C=4,7 nF, R=100 kΩ,
C=10 nF, R=4,7 kΩ.
f |
[kHz] |
0,02 |
0,05 |
0,1 |
0,2 |
0,5 |
1 |
1,5 |
2 |
3,5 |
5 |
6 |
7 |
8,5 |
10 |
UWYSKUT |
[V] |
0 |
0 |
0 |
0,01 |
0,04 |
0,07 |
0,1 |
0,13 |
0,23 |
0,34 |
0,43 |
0,5 |
0,61 |
0,72 |
f |
[kHz] |
0,02 |
0,05 |
0,1 |
0,2 |
0,5 |
1 |
1,5 |
2 |
3,5 |
5 |
6 |
7 |
8,5 |
10 |
UWYSKUT |
[V] |
0,02 |
0,04 |
0,08 |
0,14 |
0,36 |
0,69 |
1,03 |
1,37 |
2,43 |
3,67 |
4,58 |
5,44 |
9,93 |
9,22 |
f |
[kHz] |
0,02 |
0,05 |
0,1 |
0,2 |
0,5 |
1 |
1,5 |
2 |
3,5 |
5 |
6 |
7 |
8,5 |
10 |
UWYSKUT |
[V] |
0,07 |
0,1 |
0,16 |
0,29 |
0,76 |
1,48 |
2,21 |
2,98 |
5,41 |
8,17 |
10,97 |
10,57 |
9,91 |
9,2 |
f |
[kHz] |
0,02 |
0,05 |
0,1 |
0,2 |
0,5 |
1 |
1,5 |
2 |
3,5 |
5 |
6 |
7 |
8,5 |
10 |
UWYSKUT |
[V] |
0 |
0,01 |
0,02 |
0,03 |
0,07 |
0,16 |
0,23 |
0,31 |
0,56 |
0,8 |
0,96 |
1,11 |
1,36 |
1,61 |
Po zbadaniu układu można stwierdzić, że:
Zwiększenie pojemności kondensatora przy stałej rezystancji wpływa na zmniejszenie częstotliwości granicznej filtru dolnoprzepustowego.
Zwiększenie rezystancji przy stałej pojemności kondensatora wpływa na zmniejszenie częstotliwości granicznej filtru dolnoprzepustowego.
Analizując charakterystyki dla stałej pojemności kondensatora i zmieniającej się rezystancji
w przypadku filtru górnoprzepustowego możemy zauważyć, że filtr ten traci właściwości przy pewnej częstotliwości. Częstotliwość ta zależna jest od rezystancji. Dla 100 kΩ jest to około 6 kHz, dla 47 kΩ jest to około 8,5 kHz. Filtr o rezystancji 4,7 kΩ nie wykazuje strat właściwości w badanym zakresie.
Zwiększenie pojemności kondensatora przy stałej rezystancji powoduje wzrost częstotliwości granicznej dla filtru górnoprzepustowego.
Zwiększając rezystancję przy stałej pojemności kondensatora najpierw obserwujemy wzrost,
a następnie spadek częstotliwości granicznej dla filtru górnoprzepustowego.