II. Исследование многозвенного фильтра низких частот

Электрические фильтры

 

Выполнил: студент группы 665

              Абдуллин Динар

 

 

                                             

 

Казань, 2008

I. Исследование однозвенного фильтра низких частот.

 

1. Измерение логарифмической амплитудно-частотной характеристики ненагруженного Т – звена (в режиме холостого хода).

Рис 1. ЛАЧХ ненагруженного Т – звена. 

 

Граничная частота фильтра:

практическая:    fгр =1,210 МГц

теоретическая: fгр =1,249 МГц

Вывод: Полученная ЛАЧХ фильтра согласуется с теоретической, что подтверждается близкими значениями граничных частот. Так как фильтр в холостом режиме можно рассматривать как LC-цепочку то этим объясняется резонансный характер ЛАЧХ. Резонансная частота полученного колебательного контура равна 900 кГц.

 

2. Измерение волнового сопротивления и исследование его зависимости от частоты в полосе прозрачности.

 

Волновое сопротивление Т – ячейки:

практическое:   Zo =2,90 кОм

теоретическое: Zo =2,55 кОм

 

Рис 2. Зависимость волнового сопротивления Т – звена от частоты. 

 

Вывод: Полученная зависимость подтверждает теоретические расчеты: волновое сопротивление Т - ячейки действительно уменьшается с увеличением частоты. Наблюдаемое расхождение практических и теоретических данных обуславливается паразитными сопротивлением, ёмкостью.

3. Измерение логарифмической амплитудно-частотной характеристики звена, нагруженного на номинальное волновое сопротивление.

Рис 3. ЛАЧХ ненагруженного Т – звена и Т – звена, нагруженного на номинальное волновое сопротивление.

 

 

Вывод: Мы получили, что в соответствии с теорией коэффициент затухания b в полосе пропускания почти равен нулю, а по мере приближения к граничной частоте, начинает возрастать. Граничные частоты 2-х экспериментов совпали, что подтверждает возможность использования режима хх для определения fгр.

II. Исследование многозвенного фильтра низких частот.

4. Экспериментальное нахождение резонансных частот цепочки.

n	Практика	Теория
	fрез, МГц
1	0,185	0,168
2	0,338	0,332
3	0,453	0,490
4	0,58	0,637
5	0,74	0,772
6	0,876	0,891
7	0,96	0,992
8	1,06	1,072
9	1,11	1,131
10		1,167

 

5. Исследование распределения амплитуд по звеньям короткозамкнутого фильтра низких частот.

Рис 4. Распределения амплитуд по звеньям короткозамкнутого фильтра при f=0,185 MHz и f=0,580 MHz.

Вывод: Из двух вышеприведенных графиков видно, что распределение амплитуд по звеньям имеет синусоидальную (волновую) форму, что и предсказывается теорией.

Причем, при увеличении частоты входного напряжения амплитуда стоячей волны и расстояние между узлами и пучностями уменьшается.

 

6. Исследование распределения амплитуд по звеньям фильтра, нагруженного на номинальное волновое сопротивление.

Рис 5. Распределения амплитуд по звеньям нагруженного фильтра

при f=0.580 MHz и f=0,876 MHz.

 

Коэффициент стоячей волны:

f=0.580 MHz Ксв=1.64

f=0.876 MHz Ксв=1.54

Вывод: Полученные коэффициенты стоячей волны лежат в  интервале значений, характерном для реальных передающих линий (1<Ксв<2). Из вышеприведенных графиков видно, что увеличение частоты входного напряжения ведет к рассогласованию нагрузки с фильтром,  поэтому Ксв уменьшается.

7. Измерение логарифмической амплитудно-частотной характеристики фильтра.

Рис 6. ЛАЧХ Т– звена, нагруженного на номинальное волновое сопротивление, и многозвенного ФНЧ, нагруженного на номинальное волновое сопротивление.

 

Вывод: Полученная ЛАЧХ многозвенного ФНЧ, нагруженного на номинальное волновое сопротивление, согласуется с теоретическими закономерностями: коэффициент затухания у n-го звена, больше чем у одной ячейки.

8. Исследование фазочастотной характеристики фильтра.

                                Рис 7. ФЧХ Т – звена.

 

Вывод: теоретическая и практическая кривые ФЧХ совпадают в области частот до fгр.