Для сборки цепи из имеющихся элементов подберите резистор и конденсатор (R =2÷5 кОм, С =2÷5 нФ).
Соберите первую из изучаемых цепей. Подключите к цепи генераторно-измерительную систему: напряжение с генераторного выхода системы подайте на вход цепи, а напряжение с выхода цепи (с конденсатора) подайте на измерительный вход системы.
Запустите генераторно-измерительную систему (ее ярлык — на рабочем столе). Установите режим изучения амплитудно-частотных характеристик цепей (АЧХ). Задайте амплитуду входного сигнала U вх=1 В и смещение u 0=0. Включите отображение измеряемой характеристики и запустите систему.
Убедитесь, что наблюдаемая АЧХ качественно соответствует ожидаемой (фильтру НЧ). Установите удобные пределы измерений по частоте (рекомендуем от 0 примерно до f *, где f * — частота, на которой k (f *)=0,2) и подберите удобный шаг измерений.
Установленные шкалы в дальнейшем не изменяйте.
Перейдите в режим изучения фазочастотных характеристик цепей (ФЧХ) и убедитесь, что наблюдаемая ФЧХ также качественно соответствует ожидаемой. После этого установите режим одновременного изучения АЧХ и ФЧХ.
|
|
1. Изучение вида частотных характеристик
однозвенного фильтра НЧ
Зарисуйте измеренные частотные характеристики (АЧХ и ФЧХ) фильтра НЧ.
Здесь и далее на зарисованных графиках должны быть приведены шкалы значений измеряемых величин и указаны условия эксперимента.
Убедитесь, что измеренные АЧХ и ФЧХ хорошо описываются известной вам математической моделью однозвенного фильтра НЧ. Для этого включите отображение расчетных характеристик, выберите соответствующую математическую модель цепи, а затем, подбирая параметры модели, добейтесь аппроксимации измеренных характеристик расчетными.
2. Измерение параметров фильтра НЧ
По измеренным характеристикам определите параметры собранной цепи. Сделайте это двумя способами:
1) по характерным точкам измеренных характеристик — с помощью курсоров измерьте частоту среза фильтра (частоту f ср, на которой k (f ср)=0,707), а по ней определите коэффициент затухания a=wср и постоянную времени t=1/α цепи;
2) по всем измеренным точкам — при хорошей аппроксимации измеренных характеристик расчетными можно принять, что введенные параметры модели равны реальным параметрам собранной цепи.
Измеренные параметры фильтра внесите в таблицу и сравните с ожидаемыми (рассчитанными по номинальным значениям R и С).
Образец таблицы
Цепь | f ср, кГц | a, 1/с | t, мкс | Примечания |
Измерение 1 | ||||
Фильтр НЧ | Измерение 2 | |||
Оценка по RС | ||||
Измерение 1 | ||||
Фильтр ВЧ | Измерение 2 | |||
Оценка по RС |
|
|
3. Изучение влияния параметров элементов фильтра НЧ