filtry RC_2.pdf

(134 KB) Pobierz
Microsoft Word - filtry RC_2.doc
POLITECHNIKA
POZNA İ SKA
LABORATORIUM
Z
ENERGOELEKTRONIKI
ROK AKADEMICKI
2007/2008
WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY
ROK STUDIÓW 2007 / 2008
SEMESTR 1; ROK 1
KIERUNEK: ELEKTROTECHNIKA
II STOPNIA
NR Ę WICZENIA 2
Filtry aktywne RC
PROWADZ ġ CY
dr in Ň . J. Piłaci ı ski
WYKONUJACY Ę W.
1. Piotr Fabian
2. Andrzej Witkowski
3.
4.
5.
DATA WYKONANIA Ę W
08-12-2007
DATA ODDANIA SPR.
19-01-2008
ZALICZENIE :
Grupa ę wiczeniowa 2
1
3021838.021.png 3021838.022.png 3021838.023.png 3021838.024.png 3021838.001.png 3021838.002.png
1. Wprowadzenie
Filtry aktywne RC to układy liniowe i stacjonarne realizowane za pomoc Ģ elementu
aktywnego, na który zało Ň ono sprz ħŇ enie zwrotne zbudowane z elementów biernych R i C.
Elementem aktywnym najcz ħĻ ciej jest wzmacniacz operacyjny. Elementy bierne
sprz ħŇ enia zwrotnego kształtuj Ģ charakterystyk ħ amplitudowo cz ħ stotliwo Ļ ciow Ģ całego
układu filtru. Sprz ħŇ enie zwrotne odpowiedzialne za kształt charakterystyki amplitudowo-
cz ħ stotliwo Ļ ciowej mo Ň e by ę zarówno dodatnie jak i ujemne. Elementem czynnym
(aktywnym) jest wzmacniacz operacyjny Ⱥ A741 z ujemnym sprz ħŇ eniem zwrotnym
dobranym dla wymaganego wzmocnienia k.
2. Cel ę wiczenia
Celem ę wiczenia było zbadanie charakterystyk amplitudowo-cz ħ stotliwo Ļ ciowych
podstawowych filtrów aktywnych RC w ró Ň nych konfiguracjach. Elementem aktywnym
jest wzmacniacz operacyjny uA 741. Elementy bierne sprz ħŇ enia zwrotnego natomiast
kształtuj Ģ charakterystyk ħ amplitudowo-cz ħ stotliwo Ļ ciow Ģ całego badanego układu. W
ę wiczeniu, do badania filtrów wykorzystano człony kwadraturowe (tzn. dwubiegunowe)
zrealizowane w konfiguracji z dodatnim sprz ħŇ eniem zwrotnym.
Głównym celem ę wiczeniem jest przerysowanie odpowiedzi filtru na skok napi ħ cia
u(t)= 1 (t). Poda ę czas narastania i okre Ļ li ę ewentualne przeregulowanie.
Zestaw przyrz Ģ dów:
- zestaw laboratoryjny ETS-7000
- oscyloskop dwukanałowy
- płytka testowa PT8
- generator NDN DF 1642B
3. Przebieg ę wiczenia
Cz ħĻę pierwsza – Filtr dolnoprzepustowy rz ħ du II o tłumieniu krytycznym (1 kHz).
Rysunek 1
2
3021838.003.png
gdzie
k
R
:
1
10
16
k
W
C
=
nF
Charakterystyka amplitudowo – cz ħ stotliwo Ļ ciowa:
| ( ) |
=
U
2
=
( )
U
1
Wyniki pomiarów napi ħ cia wej Ļ ciowego U1 oraz wyj Ļ ciowego U2 dla filtru
dolnoprzepustowego, II rz ħ du:
Tabela 1. Tabela pomiarowa dla filtru II-rz ħ du
Lp. f[Hz] U1[V]
U2[V]
Ku[dB]
1.
3
3,5
3,4
-0,25
2.
5
3,5
3,46
-0,10
3.
7
3,5
3,51
0,02
4.
10
3,5
3,5
0,00
6.
30
3,5
3,52
0,05
7.
50
3,5
3,52
0,05
9.
100
3,5
3,51
0,02
10. 200
3,5
3,45
-0,12
11. 300
3,5
3,3
-0,51
12. 500
3,5
2,9
-1,63
13. 700
3,5
2,4
-3,28
14. 800
3,5
2,1
-4,44
15. 850
3,5
2,05
-4,65
16. 900
3,5
1,95
-5,08
17. 950
3,5
1,88
-5,40
18. 970
3,5
1,73
-6,12
19. 1000
3,5
1,68
-6,38
20. 1100
3,5
1,62
-6,69
21. 1200
3,5
1,49
-7,42
22. 1300
3,5
1,32
-8,47
23. 1500
3,5
1,17
-9,52
24. 2000
3,5
0,75
-13,38
25. 3000
3,5
0,3
-21,34
26. 10000
3,5
0,02
-44,86
3
=
=
K s
f f
3021838.004.png 3021838.005.png
Z otrzymanych wyników wyrysowano charakterystyk ħ amplitudowo – cz ħ stotliwo Ļ ciow Ģ .
Filtr o tł umieniu krytycz nym II rz ħ du
4
2
0
-0,25
-0,10 0,02 0,00
0,05
0,05
0,02
-0,12 -0,51
-2
1
10
100
-1,63
1000
10000
-3,28
-4,44
-4,65
-5,08
-5,40
-6,12
-6,38
-6,69
-7,42
-8,47
-9,52
-4
-6
-8
-10
-12
-14
-13,38
-16
-18
-20
-22
-21,34
-24
-26
-28
-30
-32
-34
-36
-38
-40
-42
-44
-44,86
-46
-48
f[Hz]
Wykres 1. Charakterystyka amplitudowo - cz ħ stotliwo Ļ ciowa dla filtru
dolnoprzepustowego II rz ħ du
Metod Ģ regresji liniowej dopasowano prost Ģ do liniowej cz ħĻ ci wykresu (do opadaj Ģ cej
cz ħĻ ci charakterystyki). Otrzymana prosta ma równanie: K = -0,0044 × f -1,89. Na tej
podstawie zostało wyliczone nachylenie asymptotyczne : -39,11[dB/dec].
1
=
»
1
kHz
- cz ħ stotliwo Ļę graniczna teoretyczna
g
2
p
RC
700
Hz f
< <
g
800
Hz
- przedział w jakim znajduje si ħ cz ħ stotliwo Ļę graniczna dla
badanego układu.
4
f
3021838.006.png 3021838.007.png
Odpowied Ņ na skok jednostkowy
5
4
4,20
4,40
4,20
3,7 3,8 3,7 3,6 3,5 3,4 3,5 3,6 3,53,53,53,53,53,53,53,53,53,53,53,53,50
3,50
3,30
3,50
3
3,00
2
1,50
1
0
0,00
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
2,2
2,4
2,6
2,8
3
[m s]
Wykres 2. Odpowied Ņ na skok jednostkowy - filtru II rz ħ du
Czas narastania sygnału wyj Ļ ciowego na zadany skok jednostkowy jest równy:
90% 10% 0,36
n
=
−
=
ms
−
0, 04
ms
=
0,32
ms
Cz ħĻę druga – Filtr dolnoprzepustowy Butterworth’a rz ħ du IV (1 kHz).
gdzie
k
k
R
1
=
=
=
:
2, 235
1,152
10
16
2
k
W
C
=
nF
5
t
3021838.008.png 3021838.009.png 3021838.010.png 3021838.011.png 3021838.012.png 3021838.013.png 3021838.014.png 3021838.015.png 3021838.016.png 3021838.017.png 3021838.018.png 3021838.019.png 3021838.020.png
 

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin