Лабораторная работа №6 Грищук Г.И. СОД.2-18-1. Лабораторная работа 6 По дисциплине Теория линейных электрических цепей Исследование простейшей фильтрующей цепи низкой частоты

• Название: Лабораторная работа 6 По дисциплине Теория линейных электрических цепей Исследование простейшей фильтрующей цепи низкой частоты
• Дата: 24.05.2022
• Размер: 112.32 Kb.
• Имя файла: Лабораторная работа №6 Грищук Г.И. СОД.2-18-1.docx
• Тип: Лабораторная работа; #547361

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное общеобразовательное учреждение

высшего образования

«Иркутский государственный университет путей сообщения»

(ФГБОУ ВО ИРГУПС)

Факультет: «Системы обеспечения транспорта»

Кафедра: «Электроэнергетика транспорта»

Лабораторная работа №6

По дисциплине «Теория линейных электрических цепей»

«Исследование простейшей фильтрующей цепи низкой частоты»


Принял:

Доцент кафедры ЭТ

к.т.н. Степанов М.А. ________________

«» 2020г.

Выполнил:

студент гр. СОД.2-18-1

Грищук Г.И.

_______________

«» 2020г.


Иркутск 2020

Оглавление

1.Цель работы 2

2.Краткие теоретические сведения 3

3.Схема компонентной цепи 5

4.Таблицы измерений 5

5.Расчетные формулы 5

6.Вывод 7

1. Цель работы

Исследование амплитудно-частотных характеристик пассивных RC-фильтров нижних частот 1-го и 2-го порядков.

2. Краткие теоретические сведения

Электрический фильтр – это устройство, предназначенное для про-

пускания сигналов только в определенной полосе частот; сигналы, частоты

которых не попадают в эту полосу, подавляются.

Аналоговые фильтры классифицируются на пассивные и активные.

Пассивные фильтры состоят только из пассивных элементов

электрических цепей: резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности,

трансформаторов.

Так как фильтр является четырехполюсником, то для описания

свойств фильтра используются функции четырехполюсника. В первую

очередь, это комплексная передаточная функция по напряжению:



где , U₁ U₂ – входное и выходное напряжения фильтра соответственно.

Эта комплексная передаточная функция позволяет получить

основную характеристику фильтра – амплитудно-частотную

характеристику (АЧХ). АЧХ определяется как модуль комплексной

передаточной функции фильтра.



Кроме АЧХ для описания фильтра используют фазочастотную характеристику (ФЧХ). ФЧХ определяется как начальная фаза (аргумент)

комплексного коэффициента передачи фильтра.

3. Схема компонентной цепи

4. Таблицы измерений

Таблица 1

ФНЧ 1-го порядка

f, Гц	20	1000	2000	4000	8000	12000	16000	20000
FU	998* *10-3	334* *10-3	177* *10-3	91* *10-3	45* *10-3	30* *10-3	23*10-3	18*10-3
Ω,o	-3,2	-70	-80	-85	-87	-88	-88,7	-88,9

Таблица 2

ФНЧ 2-го порядка

f, Гц	20	1000	2000	4000	8000	12000	16000	20000
FU	990* *10-3	97* *10-3	29* *10-3	8* *10-3	1.96* *10-3	923* *10-6	511* *10-6	335* *10-6
Ω,o	-9.4	-128	-150	-164	-172	-175	-176	-177

5. Расчетные формулы

Логарифмический масштаб 1 таблицы



Логарифмический масштаб 2 таблицы

6. Вывод

В ходе лабораторной работы были изучены амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики, а также найдены частоты срезов.

Контрольные вопросы

1. Что такое электрический фильтр?

2. Какая существует классификация электрических фильтров?

3. Что такое RC-фильтр низкой частоты?

4. Какие характеристики используют для описания фильтра?

5. Поясните работу RC-фильтра низкой частоты.

1. Что такое электрический фильтр?

Электрический фильтр – это устройство, предназначенное для пропускания сигналов только в определенной полосе частот; сигналы, частоты которых не попадают в эту полосу, подавляются

2. Какая существует классификация электрических фильтров?

Классификация электрических фильтров:

– по виду входного и выходного сигналов: аналоговые, цифровые, комбинированные фильтры;

– по диапазону пропускаемых частот: фильтры нижних частот (ФНЧ), фильтры верхних частот (ФВЧ), фильтры полосно-пропускающие или полосовые (ФПП), фильтры полосно-задерживающие или заграждающие (ФПЗ);

– по способу изготовления: кварцевые, электромеханические, фильтры на коаксиальных линиях передачи, фильтры на поверхностных акустических волнах, фильтры на переключаемых конденсаторах, активные, RC-фильтры, LC-фильтры;

– по виду импульсной характеристики (ИХ): фильтры с непрерывной ИХ, фильтры с дискретной ИХ;

– по протяженности импульсной характеристики: фильтры с ИХ конечной во времени – КИХ-фильтры, фильтры с ИХ бесконечной протяженности во времени – БИХ-фильтры.

3. Что такое RC-фильтр низкой частоты?

Фильтр низкой частоты (ФНЧ, low-pass filter) – это устройство, подавляющее частоты сигнала выше частоты среза данного фильтра.

4. Какие характеристики используют для описания фильтра?

Основные характеристики физически реализованного ФНЧ:

• 
  Частота среза.
  
• 
  Неравномерность в полосе частот пропускания, амплитудно-частотная характеристика (АЧХ).
  
• 
  Групповая задержка фильтра, фазочастотная характеристика (ФЧХ).
  
• 
  Динамический диапазон.
  
• 
  Рабочий диапазон сигнала в полосе частот пропускания.
  
• 
  Рабочий диапазон сигнала в полосе частот подавления.
  

5. Поясните работу RC-фильтра низкой частоты.

ФНЧ традиционно применяют для улучшения сигнал/шум сигнального тракта за счёт подавления помех с частотами выше, чем верхняя граница полосы частот информационного сигнала. ФНЧ также широко применяют для подавления высокочастотных помех в цепях питания и сигнальных цепях в целях обеспечения электромагнитной совместимости аппаратуры.

ФНЧ могут быть как аналоговые, так и цифровые.