Лабораторная работа № 2 по дисциплине: Теория электрических цепей. Вариант 7

Лабораторная работа No 2

«ИССЛЕДОВАНИЕ АКТИВНЫХ RC-ФИЛЬТРОВ»

1. Цель работы: исследование амплитудно-частотных характеристик фильтра нижних частот третьего порядка, реализованного на пассивных и активных RC-звеньях.

2. Подготовка к выполнению лабораторной работы

Изучить по учебной литературе теорию электрических фильтров и методику их синтеза (см. раздел «Теория», глава 17).

3. Теоретическое исследование

3.1. Осуществить синтез ARC-фильтра нижних частот в соответствии с исходными данными своего варианта (по последней цифре пароля) (табл. 2.1)

Таблица 2.1 – Исходные данные

Вариант 7
А, дБ = 0,2
Аmin, дБ = 21
f2, кГц = 15
f3, кГц = 42

– выполнить нормирование:
 
– из таблицы 2.2 выписать нормированные полюсы передаточной функции, считая, что порядок фильтра равен 3:

Таблица 2.2 – Нормированные полюсы передаточной функции

– для комплексно-сопряженной пары полюсов определить добротность Q и частоту полюса :
   
– сформировать нормированную передаточную функцию фильтра:
   
– осуществить денормирование, подставляя в выражение Н(S)

где – граничная частота полосы эффективного пропускания.
Итак, получена передаточная функция фильтра нижних частот в виде произведения двух сомножителей:
 
Реализовать полученную (рис. 2.3) в виде каскадного соединения звеньев 1-го и 2-го порядка, используя схемы, изображенные на рис. 2.1 и рис. 2.2, соответственно.

Рисунок 2.1 – Звено первого порядка


Рисунок 2.2 – Звено второго порядка (АRC2)

Рисунок 2.3 – Схема фильтра нижних частот третьего порядка

Для определения элементов звена 1-го порядка составить уравнение:
  . 
Для определения элементов звена 2-го порядка составить систему уравнений:
   
Задаться значением нФ и определить .

3.2. Рассчитать и построить частотные характеристики H(f) и A(f) каждого звена и всего фильтра. Результаты расчета занести в таблицу 2.3

Примечания:
При выборе частот для расчета включите частоты, соответствующие максимумам и минимумам ослабления в полосе пропускания фильтра Ωmax = 0.5, Ωmin = 0.866, рассчитанные по формулам:

и

Расчет ослабления производится по формуле
А(f)=20lg(1/H(f) )

Таблица 2.3 – Частотные характеристики фильтра

3.3. По результатам расчета построить графики H(f) и A(f) отдельно для каждого звена и для всего фильтра. На графиках показать полосу пропускания и полосу непропускания фильтра. Сделать вывод о том, удовлетворяют ли полученные характеристики заданным требованиям.

4. Требования к отчету

Отчет должен содержать:
цель работы;
расчеты, выполненные в соответствии с п. 3.1;
схему полученного фильтра и значения ее элементов.
Графики зависимостей и отдельно для каждого звена и фильтра в целом с указанием полос пропускания и полос непропускания фильтра
подробные выводы по работе.

Уважаемый студент дистанционного обучения,
Оценена Ваша работа по предмету: Теория электрических цепей
Вид работы: Лабораторная работа 2
Оценка: Зачет
Дата оценки: 06.01.2023
Рецензия: Уважаемый ...............................................,

Дежина Елена Викторовна