Ćwiczenie nr 2 Temat: Analiza filtru dolnoprzepustowego
Data: 25.03.1998	Ocena:	Podpis:
Paweł Gierejkiewicz Bogusław Harasimik Marcin Jurgielewicz

Schemat badanego układu:

Wartości elementów:

• R=100 

• L₂=2,48 H

• C₁=485 pF

• C₃=682 pF

1. Analiza częstotliwościowa

Z charakterystyki amplitudowej widzimy, że sygnał wyjściowy jest tłumiony „od dołu” o 6-7 dB do częstotliwości 7MHz (zafalowanie 1 dB). Powyżej tej częstotliwości sygnał jest tłumiony bardzo silnie (pasmo filtru 7MHz).

Faza sygnału wyjściowego zmienia się w zakresie od 0 do -450^O. W zakresie od 0 do 100 kHz jest ona praktycznie równa 0. W obszarze między 100 kHz - 100 MHz zmienia się ona w podanym wyżej zakresie, aby dla częstotliwości powyżej 100 MHz osiągnąć wartość -450^O. (Rys. 1)

2. Analiza przebiegu nieustalonego

a / analiza na pobudzenie falą prostokątną

Przy pobudzeniu falą prostokątną o amplitudzie 5V i okresie 3s sygnał wyjściowy jest wyraźnie zniekształcony. Po wystąpieniu zbocza sygnały wejściowego obserwujemy gasnące oscylacje sygnału wyjściowego. Amplituda sygnału wyjściowego dąży do połowy amplitudy sygnału wejściowego. (Rys. 2)

b / analiza na pobudzenie deltą Diracka ( δ(t) k(t) )

Przy pobudzeniu deltą Diracka o amplitudzie impulsu 10 kV , jego szerokości 1ns i okresie 1s, na wyjściu otrzymujemy gasnącą falę sinusoidalną, która po czasie 1,4 s jest już praktycznie wygaszona.

Zmiana wartości i polaryzacji chwilowego napięcia wyjściowego odpowiada zamianie energii pola elektrycznego kondensatora na energię pola magnetycznego cewki i odwrotnie (tak jak to ma miejsce w obwodach rezonansowych). (Rys. 3)

3. Analiza szybką transformatą Fouriera (FFT)

Podczas analizy obwodu funkcją FFT można zauważyć pewne podobieństwo wykresu amplitudowego harmonicznych (Magnitude) do wykresu amplitudy z wykresu częstotliwościowego. Niezgodność obu wykresów wynika z nieznormalizowania skali (wykres częstotliwościowy jest w skali logarytmicznej, natomiast FFT w skali liniowej).

Z wykresów „Cosine” i „Sine” widzimy, że zawartość cosinusoidalnych i sinusoidalnych harmonicznych zmienia się dokładnie odwrotnie tzn. im jedna zawartość maleje tym druga rośnie.

4. Wnioski

Spadek amplitudy drgań i jej ustalanie się podczas badania stanami nieustalonymi spowodowany jest faktem iż energia do układu dostarczana jest jedynie w chwili t₀ (na zboczu impulsu), a tracona przez cały czas na opornikach R.

Filtr jest w rzeczywistości filtrem dolnoprzepustowym, gdyż przenosi on dolne częstotliwości z niewielkim tłumieniem natomiast wyższe (pow. 7MHz) tłumi już bardzo silnie.

4

2

---