Filtr środkowoprzepustowy LC ze wzmacniaczem operacyjnym.
Wyznaczenie charakterystyki przenoszenia filtra:
UWEpp=0.5[V]=const.
| f | [kHz] | 2,5 | 3 | 3,5 | 4 | 4,3 | 4,6 | 5 | 5,5 | 6 | 6,5 | 7 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| UWYSKUT | [V] | 2,88 | 3,45 | 4,44 | 5,33 | 6,16 | 6,66 | 8,26 | 10,45 | 10,32 | 10 | 9,67 |
| f | [kHz] | 7,5 | 8 | 8,5 | 9 | 9,5 | 10 | 12 | ||||
| UWYSKUT | [V] | 9,32 | 9 | 8,67 | 8,49 | 7,86 | 7,4 | 5,66 |
Pasmo przenoszenia zakres częstotliwości, w którym tłumienie sygnału jest nie większe niż 3 dB (spadek amplitudy o 3 dB w stosunku do amplitudy wejściowej – amplituda osiąga wtedy nie mniej niż 70,7% amplitudy).
Pasmem dla filtru pasmowego określa się różnicę między górną i dolną częstotliwością graniczną w tym przypadku jest to od 7,57 do 10,45 Hz. Dolna częstotliwość graniczna wynosi około 5,8Hz natomiast górna to około 11Hz. Należy pamiętać, że są to wartości przybliżone.
Filtr dolnoprzepustowy RC ze wzmacniaczem operacyjnym.
Wykresy przedstawiają charakterystyki częstotliwościowe dla filtru dolnoprzepustowego. Częstotliwości graniczne i pasmo zostały naszkicowane na wykresie.
b)
C = 4,7 nF R = 100 Ω
| f | [kHz] | 0,2 | 0,5 | 1 | 2 | 5 | 8 | 10 | 12 | 15 | 20 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| UWYSKUT | [V] | 14,14 | 13,91 | 13,53 | 12,83 | 10,82 | 8,51 | 6,34 | 4,95 | 1,73 | 0,835 |
C = 4,7 nF R = 1 kΩ
| f | [kHz] | 0,2 | 0,5 | 1 | 2 | 5 | 8 | 10 | 12 | 15 | 20 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| UWYSKUT | [V] | 13,48 | 12,7 | 11,66 | 8,01 | 2,57 | 1,21 | 0,79 | 0,55 | 0,32 | 0,15 |
C = 4,7 nF R = 4,7 kΩ
| f | [kHz] | 0,2 | 0,5 | 1 | 2 | 5 | 8 | 10 | 12 | 15 | 20 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| UWYSKUT | [V] | 11,73 | 7,33 | 3,47 | 1,75 | 0,54 | 0,25 | 0,16 | 0,1 | 0,06 | 0,021 |
f)
C = 10 nF R = 1 kΩ
| f | [kHz] | 0,2 | 0,5 | 1 | 2 | 5 | 8 | 10 | 12 | 15 | 20 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| UWYSKUT | [V] | 12,89 | 11,74 | 7,78 | 3,82 | 1,16 | 0,58 | 0,38 | 0,26 | 0,15 | 0,06 |
C = 4,7 nF R = 1 kΩ
| f | [kHz] | 0,2 | 0,5 | 1 | 2 | 5 | 8 | 10 | 12 | 15 | 20 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| UWYSKUT | [V] | 13,5 | 12,74 | 11,6 | 8,12 | 2,5 | 1,25 | 0,82 | 0,57 | 0,33 | 0,15 |
C = 1 nF R = 1 kΩ
| f | [kHz] | 0,2 | 0,5 | 1 | 2 | 5 | 8 | 10 | 12 | 15 | 20 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| UWYSKUT | [V] | 14,1 | 13,78 | 13,25 | 12,52 | 10,44 | 7,15 | 5,34 | 4,13 | 1,43 | 0,71 |
Filtr górnoprzepustowy RC ze wzmacniaczem operacyjnym.
Wykresy przedstawiają charakterystyki częstotliwościowe dla filtru górnoprzepustowego. Częstotliwości graniczne i pasmo zostały naszkicowane na wykresie.
b)
C = 4,7 nF R = 4,7 kΩ
| f | [kHz] | 0,02 | 0,05 | 0,1 | 0,2 | 1 | 1,5 | 2 | 3,5 | 5 | 6 | 7 | 8,5 | 10 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| UWYSKUT | [V] | 0,003 | 0,004 | 0,006 | 0,012 | 0,098 | 0,098 | 0,13 | 0,216 | 0,28 | 0,308 | 0,333 | 0,356 | 0,370 |
C = 4,7 nF R = 47 kΩ
| f | [kHz] | 0,02 | 0,05 | 0,1 | 0,2 | 1 | 1,5 | 2 | 3,5 | 5 | 6 | 7 | 8,5 | 10 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| UWYSKUT | [V] | 0,015 | 0,033 | 0,069 | 0,14 | 0,715 | 1,03 | 1,35 | 2,25 | 3,02 | 3,38 | 3,73 | 5,93 | 7,73 |
C = 4,7 nF R = 100 kΩ
| f | [kHz] | 0,02 | 0,05 | 0,1 | 0,2 | 1 | 1,5 | 2 | 3,5 | 5 | 6 | 7 | 8,5 | 10 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| UWYSKUT | [V] | 0,029 | 0,078 | 0,147 | 0,302 | 1,55 | 2,19 | 2,93 | 5,43 | 8,02 | 10,43 | 9,8 | 8,76 | 7,73 |
d)
C = 10 nF R = 4,7 kΩ
| f | [kHz] | 0,02 | 0,05 | 0,1 | 0,2 | 1 | 1,5 | 2 | 3,5 | 5 | 6 | 7 | 8,5 | 10 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| UWYSKUT | [V] | 0,003 | 0,006 | 0,012 | 0,028 | 0,144 | 0,209 | 0,282 | 0,462 | 0,606 | 0,674 | 0,728 | 0,784 | 0,817 |
C = 4,7 nF R = 4,7 kΩ
| f | [kHz] | 0,02 | 0,05 | 0,1 | 0,2 | 1 | 1,5 | 2 | 3,5 | 5 | 6 | 7 | 8,5 | 10 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| UWYSKUT | [V] | 0,003 | 0,004 | 0,006 | 0,011 | 0,063 | 0,099 | 0,125 | 0,212 | 0,27 | 0,30 | 0,324 | 0,345 | 0,358 |
WNIOSKI
Przeprowadzone ćwiczenie pozwoliło nam zapoznać się z budową i działaniem filtrów górno- dolno- i środkowoprzepustowego. Filtr dolnoprzepustowy przetwarza sygnał przepuszczając częstotliwości sygnału poniżej ustalonej częstotliwości granicznej a tłumi składowe widma leżące w górnej jego części. Odwrotne zjawisko występuje w filtrze górnoprzepustowym, gdzie przepuszczane są sygnały powyżej częstotliwości granicznej.
Przeprowadzone pomiary i wykreślone charakterystyki pomogły nam zaobserwować jaki wpływ na częstotliwość graniczna, dolną i górną, ma zwiększanie i zmniejszanie rezystancji i pojemności kondensatora. Zwiększenie rezystancji, gdy stała jest pojemność i odwrotnie, powodują zmniejszenie częstotliwości granicznej filtru dolnoprzepustowego. Natomiast w filtrze górnoprzepustowym po zwiększeniu rezystancji przy stałej pojemności oraz przy zwiększeniu pojemności przy stałej rezystancji mamy do czynienia z wzrostem częstotliwości granicznej.