Отчет к лабораторной 1 ЭМС НГТУ. Лабораторная работа 1 Исследование пассивных частотных фильтров Факультет фэн группа эн183

Название	Лабораторная работа 1 Исследование пассивных частотных фильтров Факультет фэн группа эн183
Анкор	Отчет к лабораторной 1 ЭМС НГТУ
Дата	06.04.2022
Размер	218.46 Kb.
Формат файла
Имя файла	Laboratornaya_rabota_1_Otchet.docx
Тип	Лабораторная работа #446295

Министерство высшего образования и науки Российской Федерации

Новосибирский государственный технический университет

Кафедра ТЭВН

Лабораторная работа №1

«Исследование пассивных частотных фильтров»

Факультет: ФЭН

Группа: ЭН1-83

Студенты: Перелыгин В.В Лебедев В.Д. Колодезников Н.Т.

Преподаватель: Шевченко С.С.

Отметка о защите:

Цель работы:

Изучение принципов расчета пассивных фильтров, снятие и анализ АЧХ фильтров. Исследование влияния на работу фильтра параметров его элементов, характеристик генератора сигнала и нагрузки. Синтез схем пассивных фильтров, исследование фильтров, выпускаемых промышленностью.

Содержание работы:
1. Ознакомиться с принципами работы пассивных частотных фильтров.

2. Для заданных преподавателем фильтров при помощи генератора сигналов и милливольтметра снять амплитудно-частотную характеристику.

3. При помощи компьютерной программы получить расчетную АЧХ измеренного фильтра.

4. Сравнить расчетные и измеренные АЧХ фильтров.

Без Фильтра:
Таблица 1 - Результаты измерений без фильтра

f,Гц	50	100	200	500	1000	2000	5000	10000	20000	50000	100000	200000	500000	1000000
U,мВ	639	638	638	638	638	638	638	638	635	631	623	604	524	378
a_ф	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0

Рисунок 1 - АЧХ без фильтра программным методом

Рисунок 2 - АЧХ без фильтра опытным путем
Фильтр низкой частоты:

Для исследования работы фильтров высших и низших частот используются генератор сигналов SFG-2110 и набор фильтров. В работе для анализа используются два типа фильтров 2-го порядка:

Рисунок 3 - Схема фильтра низкой частоты.
Для построения используется коэффициент пропускания, определенный в децибелах по выражению _ф= 20 lg(K_f), дБ, расчеты сведены в табл. 1.

Таблица 1- Результаты измерений фильтра низкой частоты

f,Гц	50	100	200	500	1000	2000	5000	10000	20000	50000	100000	200000	500000	1000000
U,мВ	512	512	505	463	325	115	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001
_ф	-1,9246	-1,91101	-2,03059	-2,78479	-5,85875	-14,8825	-116,096	-116,096	-116,055	-116,001	-115,89	-115,621	-114,387	-111,55

Рисунок 4 - АЧХ фильтра низкой частоты программным методом

Рисунок 5 - АЧХ фильтра низкой частоты опытным путем
Фильтр высокой частоты:

Для исследования работы фильтров высших и низших частот используются генератор сигналов SFG-2110 и набор фильтров. В работе для анализа используются два типа фильтров 2-го порядка:

Рисунок 6 - Схема фильтра высокой частоты

Для построения используется коэффициент пропускания, определенный в децибелах по выражению _ф= 20 lg(K_f), дБ, расчеты сведены в табл. 2.

Таблица 2 - Результаты измерений фильтра высокой частоты

f,Гц	50	100	200	500	1000	2000	5000	10000	20000	50000	100000	200000	500000	1000000
U,мВ	0,001	0,001	18	120	339	555	628	637	637	632	625	605	505	332
a_ф	-116,11	-116,11	-31,0046	-14,5264	-5,50602	-1,22416	-0,15082	-0,02723	-0,02723	-0,09568	-0,19242	-0,47491	-2,04419	-5,68726

Рисунок 7 - АЧХ фильтра высокой частоты программным методом

Рисунок 8 - АЧХ фильтра высокой частоты опытным путем

Для построения используется коэффициент пропускания, определенный в децибелах по выражению _ф= 20 lg(K_f), дБ, расчеты сведены в табл. 3.

Фильтр ФС – 16М:
Таблица 3 - Результаты измерений фильтра ФС – 16М(Симм)

f,Гц	50	100	200	500	1000	2000	5000	10000	20000	50000	100000	200000	500000	1000000
U,мВ	1300	1300	1300	1300	1300	1298	1283	1237	1095	685	368	160	2	0,001
a_ф	6,16885	6,16885	6,16885	6,16885	6,16885	6,155477	6,054516	5,737377	4,678265	0,603794	-4,79306	-12,0276	-50,0894	-116,11

Рисунок 9 - АЧХ фильтра ФС – 16М в симметричном режиме программным методом

Рисунок 10 - АЧХ фильтра ФС – 16М в симметричном режиме опытным путем
Таблица 4 - Результаты измерений фильтра ФС – 16М(Син)

f,Гц	50	100	200	500	1000	2000	5000	10000	20000	50000	100000	200000	500000	1000000
U,мВ	1303	1300	1300	1300	1300	1302	1315	1365	1602	1585	318	60	0,001	0,001
a_ф	6,188871	6,16885	6,16885	6,16885	6,16885	6,182203	6,268498	6,592636	7,983233	7,890568	-6,06147	-20,547	-116,11	-116,11

Рисунок 11 - АЧХ фильтра ФС – 16М в синфазном режиме программным методом

Рисунок 12 - АЧХ фильтра ФС – 16М в синфазном режиме опытным путем
Фильтр DL- 3DZ2KR:
Таблица 5 - Результаты измерений фильтра DL- 3DZ2KR (Симм)

f,Гц	50	100	200	500	1000	2000	5000	10000	20000	50000	100000	200000	500000	1000000
U,мВ	1300	1300	1300	1300	1297	1288	1231	1072	761	343	155	50	0,001	0,001
a_ф	6,16885	6,16885	6,16885	6,16885	6,148782	6,0883	5,695144	4,493879	1,517676	-5,40413	-12,3034	-22,1306	-116,11	-116,11

Рисунок 13 - АЧХ фильтра DL- 3DZ2KR в симметричном режиме программным методом

Рисунок 14 - АЧХ фильтра DL- 3DZ2KR в симметричном режиме опытным путем
Таблица 6 - Результаты измерений фильтра DL- 3DZ2KR (Син)

f,Гц	50	100	200	500	1000	2000	5000	10000	20000	50000	100000	200000	500000	1000000
U,мВ	1300	1300	1300	1300	1300	1300	1318	1372	1666	2000	268	26	0,001	0,001
a_ф	6,16885	6,16885	6,16885	6,16885	6,16885	6,16885	6,288291	6,637065	8,323483	9,910583	-7,54732	-27,8106	-116,11	-116,11

Рисунок 15 - АЧХ фильтра DL- 3DZ2KR в синфазном режиме программным методом

Рисунок 16 - АЧХ фильтра DL- 3DZ2KR в синфазном режиме опытным путем
Таблица 7 - Результаты измерений фильтра ФП/5А

f,Гц	50	100	200	500	1000	2000	5000	10000	20000	50000	100000	200000	500000	1000000
U,мВ	359	175	75	13	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001
a_ф	-5,00813	-11,2493	-18,6088	-33,8312	-116,11	-116,11	-116,11	-116,11	-116,11	-116,11	-116,11	-116,11	-116,11	-116,11

Рисунок 17 - АЧХ фильтра ФП/5А программным методом

Рисунок 18 - АЧХ фильтра ФП/5А опытным путем.
Вывод: Серия опытов над различными типами фильтров от ФВЧ и ФНЧ до промышленных фильтров показала, что теоретическая зависимость и практическая схожи по форме, однако то, что на практике существуют погрешности, и факты, которые не учитываются при моделировании, показывает, что при различных значениях частоты, получаются различные значения помех.

Новосибирск, 2022