Исследование фильтров

Лабораторная работа № 3

1. Цель работы. Исследование частотных свойств реактивных полосовых фильтров типа – k и типа – m и сравнение их частотных свойств.

2. Исходные данные, цепи, формулы для расчёта.

,

L₁ = L₃ = 2 мГн, L₂ = 0,5 мГн, С₁ = С₃ = 10000 пФ, С₂ = 0,1 мкФ, R_H = 5 кОм

Схема полосового фильтра типа – k

Рис. 2. Схема полосового фильтра типа – m (а) и его зависимость подавления от частоты (б)

Рис. 2. Схема полосового фильтра типа – m (а) и его зависимость подавления от частоты (б)

Рис. 2. Схема полосового фильтра типа – m (а) и его зависимость подавления от частоты (б)

Рис. 2. Схема полосового фильтра типа – m (а) и его зависимость подавления от частоты (б)

Рис. 2. Схема полосового фильтра типа – m (а) и его зависимость подавления от частоты (б)

Рис. 2. Схема полосового фильтра типа – m (а) и его зависимость подавления от частоты (б)

\ Схема полосового фильтра типа – m

3. Моделированные цепи с измерительными приборами.

Рисунок 1. Измерение выходного напряжения на нагрузке

в полосовом фильтре типа – k

Рисунок 2. Измерение выходного напряжения на нагрузке

в полосовом фильтре типа – m

Схемы построены в программе EWB версии 5.12, поэтому изображения некоторых элементов могут быть отличны от элементов других версий программы.

4. Таблицы по расчётам.

ТАБЛИЦЫ ДЛЯ СХЕМЫ ФИЛЬТРА ТИПА – k.

f, кГц
Uвых,В	0,008	0,215		1,757	2,25	2,89	3,742	4,91	6,16	9,264	13,88	23,64
a	61,9	33,32		15,05	12,95	10,78	8,53	6,17	4,2	0,66

f, кГц
Uвых,В	54,5	95,4	39,8	25,2	19,13	15,9	13,9	12,6	11,74	11,1	10,6	10,3	10,1
a

f, кГц
Uвых,В				10,1	10,2	10,4	10,7		11,47	11,97	12,5	13,3	14,27
a

f, кГц
Uвых,В	15,3	16,6	18,4	20,6	23,6	27,8	61,12		109,5	75,7	49,88	35,8
a

f, кГц
Uвых,В	27,6	22,27	13,79	12,16	10,86		8,89	8,133	7,48	6,9	6,4
a						0,189	1,022	1,795	2,52	3,2	3,876

f, кГц
Uвых,В	5,99	5,6	5,2	4,95	4,6	4,4	4,2	3,9	3,8	3,6	3,45	3,3
a	4,45		5,68	6,1	6,6	7,13	7,53	8,18	8,4	8,8	9,24	9,6

f, кГц
Uвых,В	3,16		2,9	2,79	2,678
a	10,006	10,458	10,752		11,444

ТАБЛИЦЫ ДЛЯ СХЕМЫ ФИЛЬТРА ТИПА –m.

f, кГц
Uвых В	0,866	0,86	0,835	0,779	0,704	0,6	0,428	0,329	0,14	0,092
a	21,25	21,31	21,566	22,169	23,09	24,437	27,371	29,656	37,077	40,724

f, кГц
Uвых В	0,382	0,745	1,2	1,8	2,594	3,68	5,255	7,7	11,9	20,86
a	28,359	22,557	18,416	14,895	11,721	8,683	5,589	2,27

f, кГц
Uвых В	49,3	96,86	38,78	24,5	18,7	15,62	13,76	11,67	10,35
a

f, кГц
Uвых В	10,02	10,47	12,23	13,96	28,41	79,94	40,3	25,4	17,99	13,6
a

f, кГц								71,212
Uвых В	10,7	8,672	7,16	4,33	2,37	1,757	1,5	0,218	1,27	1,074
a		1,238	2,902	7,27	12,505	15,1	16,47		17,924	19,38

f, кГц
Uвых В	0,728	0,579	0,444	0,32	0,1	0,609
a	22,757	24,746	27,052	29,897		24,308

5. Графики.

1. Характеристика подавления полосового фильтра типа-k

2. Характеристика подавления полосового фильтра типа-k

Вывод по работе.

В процессе выполнения данной работы, мы закрепили изучение материала по реактивным полосовым фильтрам двух типов: типа-k и типа-m.

Исследовали данные фильтры в программе Electronics Workbench, где, с помощью источника разной частоты измеряли выходное напряжение на нагрузочном сопротивлении и вычисляли с помощью формулы подавление фильтров.

После того, как все вычисления были нами произведены, мы построили графики зависимостей подавления фильтров от частоты входного сигнала и обнаружили, что:

Характеристика типа –k:

обладают низкой крутизной характеристики затухания;

собственное (волновое) сопротивление фильтра типа - k зависит от частоты, что не позволяет выполнить хорошее согласование фильтра с нагрузкой.

Характеристика типа – m:

Нежелательный спад частотной зависимости затухания после частоты бесконечного затухания, когда фильтр по сути перестает быть фильтром. Устранить этот недостаток удается только в комбинированных фильтрах, состоящих из каскадно-соединенных звеньев фильтра типа k и типа m.