Исследование характеристик частотно -измерительных фильтров


Скачать 48.75 Kb.
НазваниеИсследование характеристик частотно -измерительных фильтров
Дата публикации02.05.2013
Размер48.75 Kb.
ТипИсследование

ЮРГТУ

(НПИ)

Кафедра



Исследование характеристик частотно -измерительных фильтров.


Лабораторная работа №5


1.Цель работы
Изучение схем построения частотно – измерительных фильтров с многоконтурной обработкой связи (МОС) на основе ОУ и исследование их характеристик.
2. Программа работы


  1. Исследовать амплитудно – частотную характеристику (АЧХ) фильтра нижних частот (ФНЧ).

  2. Исследовать АЧХ фильтра высокой частоты (ФВЧ).

  3. Исследовать АЧХ полосового фильтра (ПФ).


^ 3. Пояснение к работе.
Частотные фильтры – это частотно – избирательные устройства, пропускающие сигналы других частот. ЧФ делятся на четыре группы:

  • фильтры нижних частот;

  • фильтры верхних частот;

  • полосно – пропускающие фильтры (ППФ) или полосовые фильтры (ПФ), пропускающие частоты в полосе частот и задерживающие частоты, находящиеся выше и ниже указанной полосе частот;

  • полосно – задерживающие фильтры (ПЗФ) или заграждающие фильтры (ЗФ), которые задерживают полосу частот и пропускают частоты, находящиеся выше и ниже этой полосы;


Диапазоны частот или полосы частот, в которых пропускаются сигналы, называются полосами пропускания и в них значение АХЧ относительно велико, а в идеальном случае велико. Диапазоны частот, в которых осуществляется подавление сигналов, называются полосами задерживания и в них значение АЧХ относительно мало, а в идеальном случае постоянно и равно нулю.


Рис. Идеальная и реальная АХЧ фильтра нижних частот.
В практическом случае, полосы пропускания и задерживания четко не разграничены и должны быть формально определены.


Рис. АХЧ фильтра Чебышева и инверсного фильтра Чебышева шестого порядка.
Всепропускающий фильтр имеет постоянное значение АХЧ для всех частот, фазно – частотная характеристика является функцией частоты, т.е. данный фильтр является фазосдвигающим. Фильтр с постоянным временем замедления имеет постоянное замедление прохождение сигналов для выбранного диапазона частот.

В зависимости от вида передаточной функции ФНЧ делятся на фильтры Баттерворта, Чебышева, инверсные Чебышева и эллиптические. Фильтры Баттерворта обладает монотонной АХЧ, подобно реальной характеристике. Характеристика фильтра Чебышева содержит пульсации (колебания передачи) в полосе пропускания и монотонна в полосе задерживания.

АХЧ инверсного фильтра Чебышева монотонна в полосе пропускания и обладает пульсациями в полосе задерживания, а АХЧ эллиптического фильтра обладает пульсациями как в полосе пропускания, так и в полосе задерживания.

Для полиномиальной характеристики оптимальный является характеристика фильтра Чебышева, однако в общем случае минимальную ширину переходной области имеют эллиптические фильтры. Для диапазона низких частот АХЧ фильтр Баттерворта наилучшим образом аппроксимирует идеальную характеристику, но для частот, расположенных около точки среза и в полосе задерживания, характеристика фильтра Баттерворта уступает АХЧ фильтра Чебышева. Однако ФЧХ фильтра Баттерворта лучше (более близка к линейной), чем соответствующие характеристики фильтра Чебышева, инверсных Чебышева и эллиптических сравнимого порядка.

Фильтры нижних частот предназначены для выделения гармонических составляющих низких частот и подавление высокочастотных составляющих. Широкое распространение получили частотные фильтры, реализованные по схеме многопетлевой обратной связью (МОС) и бесконечным коэффициентом усиления активного элемента. Как правило, добротность данных фильтров не превосходит Q, но проста и хороша стабильность характеристик, низкое выходное сопротивление делает их привлекательными для использования.

Рис. Схема фильтра нижних частот с МОС второго порядка.
Фильтры верхних частот представляют собой устройство, пропускающие сигналы высоких частот и подавляющие сигналы низких частот.

Фильтры верхних частот Баттерворта или Чебышева второго порядка так же, как и его прототипы нижних частот, можно реализовать на основе схемы с МОС и активным элементом с бесконечным коэффициентом усиления.

Рис. Схема ФВЧ с МОС и ОУ с бесконечным коэффициентом усиления.

Полосовой (полосно – пропускающий) фильтр представлен для пропускания сигналов в диапазоне частот с шириной полосы Δω, расположенной вокруг центральной частоты ω0, рад/с, или f0 = ω0/2π, Гц. Идеальная характеристика ПФ имеет участок с неизменным коэффициентом усиления в диапазоне ω1 – ω2 и два участка в диапазоне 0 – ω1 и ω2 - с коэффициентом, равным нулю. В реальной характеристике частоты ω1 и ω2 представляют собой нижнюю и верхнюю частоты среза и определяют полосу пропускания ω1 ω ω2 и ее ширину Δω = ω2 - ω1. Диапазоны частот между полосами пропускания и задерживания образуют нижнюю и верхнюю переходные области, в которых характеристика является монотонной. Крутизна характеристики, а также ширина полосы пропускания ПФ характеризуется отношением , т.е. доротностью, которая является мерой избирательности. Высокому значению добротности соответствует относительно узкая, а низкому значению Q – относительно широка полосы пропускания.

Примером реализации ПФ является схема фильтра с многопетлевой обратной связью и бесконечным коэффициентом усиления активного элемента.


Рис. Схема ПФ с МОС и бесконечным коэффициентом усиления активного элемента.


Работу выполнил







Работу принял

Юров А.А.

Похожие:

Исследование характеристик частотно -измерительных фильтров iconЛабораторная работа №6 исследование фильтров нижних и верхних частот баттерворта
Сборка, настройка и измерение амплитудно-частотных характеристик фильтров нижних и верхних частот Баттерворта
Исследование характеристик частотно -измерительных фильтров iconЛабораторная работа №7 исследование фильтров нижних и верхних частот чебышева
Сборка, настройка и измерение амплитудно-частотных характеристик фильтров нижних и верхних частот Чебышева
Исследование характеристик частотно -измерительных фильтров iconМетодические указания к лабораторной работе №7 «Определение гидравлических...
Изучение методики и экспериментальное определение гидравличес-ких характеристик гидрораспределителя и фильтра
Исследование характеристик частотно -измерительных фильтров iconПрохождение модулированных сигналов через резонансный усилитель
Исследование линейных искажений при прохождении амплитудно- и частотно-модулированных сигналов через резонансный усилитель на полевом...
Исследование характеристик частотно -измерительных фильтров iconКонструкцию и принцип работы любого измерительного устройства, применяемого...
Исследование проводится специальными бригадами с использованием соответствующей техники и измерительных приборов. К гидродинамическим...
Исследование характеристик частотно -измерительных фильтров iconИсследование статусных характеристик языков Москвы
Агнонимы и возрастная характеристика коммуникантов (связь возраста с типом слов, непонятных пользователям языка)
Исследование характеристик частотно -измерительных фильтров iconКонтрольные вопросы Почему однофазные асинхронные двигатели получили широкое распространение?
...
Исследование характеристик частотно -измерительных фильтров iconИсследование производят по следующему плану
Исследование производят по следующему плану: 1) Опрос 2) Исследование речью 3) Исследование с помощью камертонов. 4) Аудиометрическое...
Исследование характеристик частотно -измерительных фильтров icon1. Исследование метрологических характеристик приборов
Пособие ориентирует студентов на содержание и порядок выполнения лабораторных работ. Занятия в лаборатории продолжаются четыре часа....
Исследование характеристик частотно -измерительных фильтров iconИсследование полупроводникового диода и стабилитрона
Овладение практическими навыками исследования характеристик полупроводникового диода и стабилитрона с использованием средств сапр...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2020
контакты
userdocs.ru
Главная страница