POLITECHNIKA POZNAŃSKA INSTYTUT ELEKTROTECHNIKI I ELEKTRONIKI PRZEMYSŁOWEJ Zakład Energoelektroniki i Sterowania
Laboratorium Elektroniki i Energoelektroniki Temat ćwiczenia: Analogowy filtr aktywny – charakterystyki częstotliwościowe
Studia niestacjonarne Zespół 42
Uwagi :

1. Badanie filtru dolnoprzepustowego rzędu II o tłumieniu krytycznym.

Po podłączeniu układu zgodnie z zamieszczonym schematem wyznaczyliśmy odpowiednie charakterystyki częstotliwościowe (amplitudową i fazową) filtru oraz jego odpowiedź na skok napięcia u(t)=1(t).

1. charakterystyka częstotliwościowa K(s)=f(f)

Wzmocnienie układu określone wzorem wynosi:

• dla połączenia punktów a i b:

• dla połączenia punktów b i c:

Przesunięcie fazowe sygnałów U₂ i U₁ :

• charakterystyka amplitudowa i fazowa dla K(s)=1 Ω

K=1Ω
Lp.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.

• charakterystyka amplitudowa i fazowa dla K(s)=2,235 Ω

K=2,235Ω
Lp.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.

1. odpowiedź filtru na skok napięcia u(t)=1(t)

   • odpowiedź przy K(s)=1 Ω

k_t=0,2 ms/div

t_r=0,5div

t_r = k_tt_r = 0,2ms/div*0,5div = 0,1 [ms]

t_r – czas narastania.

• odpowiedz przy K(s)=2,235 Ω

k_t=0,5 ms/div

t_r=0,2div

t_r = k_tt_r = 0,5ms/div*0,2div = 0,1 [ms]

t_r – czas narastania.

1. Badanie filtru dolnoprzepustowego Butterworth’a rzędu IV.

Po podłączeniu układu zgodnie z zamieszczonym schematem wyznaczyliśmy odpowiednie charakterystyki częstotliwościowe (amplitudową i fazową) filtru oraz jego odpowiedź na skok napięcia u(t)=1(t).

a) charakterystyka częstotliwościowa K(s)=f(f)

Wzmocnienie układu określone ogólnym wzorem wynosi:

• dla połączenia punktów a i b:

• dla połączenia punktów b i c:

  • charakterystyka amplitudowa i fazowa dla K₁(s)=1 Ω

K=1Ω
Lp.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

• charakterystyka amplitudowa i fazowa dla K₁(s)=2,235 Ω

K=2,235Ω
Lp.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

b) odpowiedź filtru na skok napięcia u(t)=1(t)

• odpowiedź przy K₁(s)=2,235

k_t=0,5 ms/div

t_r=0,2div

t_r = k_tt_r = 0,5ms/div*0,2div = 0,1 [ms]

1. Wnioski

• Filtr aktywny zbudowany na jednym wzmacniaczu operacyjnym jest filtrem maksymalnie II – ego rzędu. Gdy chcemy uzyskać filtr wyższych rzędów łączymy kilka takich bloków kaskadowo(tak jak filtr Butterworth’a IV – ego rzędu).

• Na stromość charakterystyki ma wpływ tylko rząd filtru.

• Filtry aktywne charakteryzują się o wiele lepszym tłumieniem w paśmie tłumienia niż filtry pasywne.