Politechnika Częstochowska

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY

LABORATORIUM ZAKŁÓCEŃ ELEKTROMAGNETYCZNYCH

Temat: Badanie filtrów przeciwzakłóceniowych

Skład grupy:

1.Tokarczyk Kamil

2.Jakubczyk Andrzej

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest poznanie sposobu badania charakterystyk tłumienia filtrów przeciwzakłóceniowych w zależności od występujących zakłóceń sieciowych.

1. Wstęp teoretyczny

Filtr elektryczny jest to czwórnik bierny, który w określonych warunkach wprowadza dostatecznie małe tłumienie sygnałów sinusoidalnych (teoretycznie równe zeru) w pewnych zakresach częstotliwości, zwanych pasmami przepustowymi (filtru), natomiast w innych zakresach częstotliwości zwanych pasmami tłumieniowymi (filtru) wprowadza dostatecznie duże(teoretycznie nieskończenie wielkie) tłumienie dla sygnałów zakłócających. Filtr realizowany jest zazwyczaj z cewek o indukcyjności L i kondensatorów o pojemności C możliwie bezstratnych.

Podstawowe parametry charakteryzujące filtr elektryczny to:

-: tamowność wtrąceniowa Г

-tłumienność wtrąceniowa α

W przypadku, gdy Γ ma tylko część rzeczywistą (dla Z₁=R₁ i Z₂=R₂) wtedy tłumienność wtrąceniową filtru można wyrazić wzorem

-przesuwność wtrąceniowa β

3. PRZEBIEG ĆWICZENIA

1. Pomiar tłumienności wtrąceniowej zakłóceń symetrycznych sieciowego filtru przeciwzakłóceniowego

Pomiar przeprowadziliśmy generatorem sygnałowym P6-19ZOPAN 30 MHz,oraz oscyloskopem HP54600B,100MHz przy obciążeniu tłumikiem wzorcowym regulowanym ustawionym na 20 dB.

Wykorzystując przyrząd pomiarowy ułatwiający przeprowadzenie serii badań zrobiliśmy ciąg pomiarów w układzie o nastepujacym schemacie:

G- generator

FB- badany filtr ,O-tłumik regulowan

Tabela pomiarowa:

f(MHz)	0,1	0,5	0,8	1	4	8	12	16	20	25	30
Eg2(mV)	1480	1484	1500	1500	1750	2500	2800	3150	3500	2870	2375
U02(mV)	17,5	10	10	25	22	150	196	530	357	167	146
Eg1(mV)	2719	2875	2975	2875	2875	2900	2150	1970	3300	3000	2590
Uo1(mV)	430	425	425	425	393	430	256	270	220	62	76
AFB(dB)	32,52566	36,8237	36,61986	28,95805	30,7274	17,85838	14,61407	8,218644	6,306171	1,008717	3,576492

Otrzymane wyniki zapisane w tabeli posłużyły do wykonania serii obliczeń tłumienności zgodnie z podanym wzorem

Przykładowe obliczenie:

Wykres w skali logarytmicznej tłumienności wtrąceniowej zakłóceń symetrycznych dla danych z tabeli

1. Pomiar tłumienności wtrąceniowej zakłóceń asymetrycznych sieciowego filtru przeciwzakłóceniowego

Podobnie jak w przykładzie a) wykonaliśmy serie badań dla filtra pracującego w układzie asymetrycznym. Wyniki zamieszczone w tabeli posłużyły do sporządzenia wykresu tłumienności wtrąceniowej asymetrycznej w skali logarytmicznej.

Tabela pomiarowa:

f(MHz)	0,1	0,5	0,8	1	4	8	12	16	20	25	30
Eg2(mV)	1485	1485	1485	1500	1750	2312	2750	3156	3200	2875	2750
U02(mV)	10	13	12	15	31	70	154	182	219	151	14
Eg1(mV)	2250	2281	2301	2411	2438	3000	2754	2821	1950	2969	2625
Uo1(mV)	425	425	425	425	400	321	246	209	118	65	58
AFB(dB)	38,95866	36,56093	37,18035	34,92383	29,33405	20,96547	14,05566	12,17618	8,931065	2,399281	22,75007

Wykres w skali logarytmicznej tłumienności wtrąceniowej zakłóceń asymetrycznych dla danych z tabeli

Porównanie tłumienności dla zakłóceń symetrycznych i asymetrycznych

1. Spis przyrządów

1. Stanowisko do badania filtrów

2. Dwukanałowy oscyloskop cyfrowy o zakresie częstotliwości do 100MHz.

3. Wzorcowy tłumik regulowany od 0-121 dB 0-500MHz

4. Generator sygnałowy PG-19 o zakresie częstotliwości do 30MHz.

5. Dwa obciążenia 50Ω.

Do badania wybrano filtr firmy SCHAFFNER typu FU 1183.

Rys.7. Schemat elektryczny badanego filtru (C₁=15nF, C₂=2200pF, L=2mH)

5. Uwagi i wnioski

- Zadany filtr zaczyna tłumić sygnał na poziomie 25-30dB częstotliwości powyżej 5MHz

- Przy określaniu właściwości tłumienności filtru trzeba dodatkowo uwzględnić impedancję źródła zakłóceń jak i układu zasilanego a w zasadzie stopień ich dopasowania.

- Skuteczność filtru zależy od impedancji źródła (impedancji widziane z zacisków wejściowych filtru w kierunku źródła sygnału) i impedancji obciążenia (widzianej z zacisków wyjściowych filtru w kierunku odbiornika.

- Skuteczność filtru przeciwzakłóceniowego zależy od częstotliwości. Miarą tej skuteczności jest tłumienność wtrąceniowa A_PF zwykle podawana w decybelach. Z definicji jest to poziom sygnału pozostałego po włączeniu filtra, odniesiony do poziomu sygnału obserwowanego w tym samym punkcie układu bez filtru.

- Przebieg tłumienności wtrąceniowej A_PF w funkcji częstotliwości tworzy charakterystykę częstotliwościową filtru