Автор работы: Пользователь скрыл имя, 15 Октября 2013 в 14:42, лабораторная работа
Цель работы: ознакомиться с основными характеристиками и параме¬трами, по которым оценивают работу фильтров высоких и низких частот.
Принцип действия активных фильтров Саллена и Кея
УНИН — это управляемый напряжением источник напряжения. В схемах Саллена и Кея операционный усилитель используется как УНИН.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное
бюджетное образовательное
высшего профессионального образования
«Московский государственный институт электроники и математики
(технический университет)»
Кафедра ИКТ
Лабораторная работа №3
«Исследование работы фильтров высоких и низких частот»
Выполнил:
студент группы С-65
Гулиян Борис
Москва 2012
Цель работы: ознакомиться с основными характеристиками и параметрами, по которым оценивают работу фильтров высоких и низких частот.
Принцип действия активных фильтров Саллена и Кея
УНИН — это управляемый напряжением источник напряжения. В схемах Саллена и Кея операционный усилитель используется как УНИН. Схемы активных фильтров пропускания, нижних и верхних частот Саллена и Кея второго порядка показаны на рис.
Рис. Активные фильтры Саллена и Кея.
а - фильтр нижних частот второго порядка: R1=R2, C1=C2,
б - фильтр верхних частот второго порядка.
ФВЧ
Задание: Получите АЧХ фильтра высокой частоты.
Лабораторная работа №3::Фильтр высоких частот::АЧХ и ФЧХ | ||||||||||||||
f, Гц |
2U1, В |
2U2, В |
2U3, В |
Uср, В |
σU |
Uср, Дб |
∆φ1, мс |
∆φ2, мс |
∆φ3, мс |
∆φср, мс |
σφ |
T, мс |
∆φср, Град | |
1 |
50,00 |
0,09 |
0,1 |
0,10 |
0,0475 |
0,002041 |
-20,4455 |
7,60E+00 |
7,50E+00 |
7,55E+00 |
7,55 |
0,0408 |
20 |
135,9 |
2 |
75,00 |
0,17 |
0,15 |
0,16 |
0,08 |
0,004082 |
-15,9176 |
4,60E+00 |
4,20E+00 |
4,40E+00 |
4,4 |
0,1633 |
13,3333 |
118,8 |
3 |
100,00 |
0,27 |
0,3 |
0,29 |
0,1425 |
0,006124 |
-10,9031 |
3,30E+00 |
3,40E+00 |
3,35E+00 |
3,35 |
0,0408 |
10 |
120,6 |
4 |
125,00 |
0,36 |
0,32 |
0,34 |
0,17 |
0,008165 |
-9,37042 |
2,30E+00 |
2,90E+00 |
2,60E+00 |
2,6 |
0,2449 |
8 |
117 |
5 |
250,00 |
0,68 |
0,65 |
0,67 |
0,3325 |
0,006124 |
-3,54357 |
7,60E-01 |
8,00E-01 |
7,80E-01 |
0,78 |
0,0163 |
4 |
70,2 |
6 |
400,00 |
0,85 |
0,81 |
0,83 |
0,415 |
0,008165 |
-1,61844 |
3,20E-01 |
3,20E-01 |
3,20E-01 |
0,32 |
0 |
2,5 |
46,08 |
7 |
450,00 |
0,87 |
0,9 |
0,89 |
0,4425 |
0,006124 |
-1,06113 |
2,20E-01 |
2,20E-01 |
2,20E-01 |
0,22 |
0 |
2,22222 |
35,64 |
8 |
500,00 |
0,9 |
0,9 |
0,90 |
0,45 |
0 |
-0,91515 |
1,60E-01 |
1,60E-01 |
1,60E-01 |
0,16 |
0 |
2 |
28,8 |
9 |
550,00 |
0,9 |
0,9 |
0,90 |
0,45 |
0 |
-0,91515 |
2,00E-01 |
2,00E-01 |
2,00E-01 |
0,2 |
3E-17 |
1,81818 |
39,6 |
10 |
600,00 |
0,93 |
0,91 |
0,92 |
0,46 |
0,004082 |
-0,72424 |
1,60E-01 |
1,60E-01 |
1,60E-01 |
0,16 |
0 |
1,66667 |
34,56 |
11 |
650,00 |
0,93 |
0,94 |
0,94 |
0,4675 |
0,002041 |
-0,58377 |
1,20E-01 |
1,20E-01 |
1,20E-01 |
0,12 |
0 |
1,53846 |
28,08 |
12 |
700,00 |
0,93 |
0,94 |
0,94 |
0,4675 |
0,002041 |
-0,58377 |
1,00E-01 |
1,00E-01 |
1,00E-01 |
0,1 |
1E-17 |
1,42857 |
25,2 |
13 |
800,00 |
0,96 |
0,94 |
0,95 |
0,475 |
0,004082 |
-0,44553 |
8,00E-02 |
8,10E-02 |
8,05E-02 |
0,0805 |
0,0004 |
1,25 |
23,184 |
14 |
850,00 |
0,96 |
0,94 |
0,95 |
0,475 |
0,004082 |
-0,44553 |
6,00E-02 |
6,00E-02 |
6,00E-02 |
0,06 |
0 |
1,17647 |
18,36 |
15 |
900,00 |
0,96 |
0,94 |
0,95 |
0,475 |
0,004082 |
-0,44553 |
6,00E-02 |
6,50E-02 |
6,25E-02 |
0,0625 |
0,002 |
1,11111 |
20,25 |
16 |
950,00 |
0,96 |
0,95 |
0,96 |
0,4775 |
0,002041 |
-0,39993 |
6,00E-02 |
6,00E-02 |
6,00E-02 |
0,06 |
0 |
1,05263 |
20,52 |
17 |
1000,00 |
0,96 |
0,95 |
0,96 |
0,4775 |
0,002041 |
-0,39993 |
5,00E-02 |
5,00E-02 |
5,00E-02 |
0,05 |
7E-18 |
1 |
18 |
18 |
1200,00 |
0,98 |
0,95 |
0,97 |
0,4825 |
0,006124 |
-0,30945 |
4,00E-02 |
4,00E-02 |
4,00E-02 |
0,04 |
0 |
0,83333 |
17,28 |
19 |
5000,00 |
0,98 |
0,95 |
0,97 |
0,4825 |
0,006124 |
-0,30945 |
6,00E-03 |
6,00E-03 |
6,00E-03 |
0,006 |
9E-19 |
0,2 |
10,8 |
20 |
20000,00 |
1 |
0,95 |
0,98 |
0,4875 |
0,010206 |
-0,21991 |
0,00E+00 |
0,00E+00 |
0,00E+00 |
0 |
0 |
0,05 |
0 |
21 |
40000,00 |
1 |
0,95 |
0,98 |
0,4875 |
0,010206 |
-0,21991 |
5,00E-04 |
5,00E-04 |
5,00E-04 |
0,0005 |
0 |
0,025 |
7,2 |
22 |
60000,00 |
1 |
1 |
1,00 |
0,5 |
0 |
0 |
3,00E-04 |
3,00E-04 |
3,00E-04 |
0,0003 |
0 |
0,01667 |
6,48 |
23 |
80000,00 |
1 |
1 |
1,00 |
0,5 |
0 |
0 |
4,00E-04 |
4,00E-04 |
4,00E-04 |
0,0004 |
0 |
0,0125 |
11,52 |
24 |
100000,00 |
1 |
1 |
1,00 |
0,5 |
0 |
0 |
4,00E-04 |
4,00E-04 |
4,00E-04 |
0,0004 |
0 |
0,01 |
14,4 |
25 |
120000,00 |
1,09 |
1 |
1,05 |
0,5225 |
0,018371 |
0,382326 |
8,40E-04 |
8,40E-04 |
8,40E-04 |
0,00084 |
0 |
0,00833 |
36,288 |
26 |
150000,00 |
1,1 |
1,05 |
1,08 |
0,5375 |
0,010206 |
0,628169 |
3,60E-04 |
3,60E-04 |
3,60E-04 |
0,00036 |
0 |
0,00667 |
19,44 |
27 |
200000,00 |
0,86 |
0,9 |
0,88 |
0,44 |
0,008165 |
-1,11035 |
7,80E-04 |
8,00E-04 |
7,90E-04 |
0,00079 |
8E-06 |
0,005 |
56,88 |
28 |
300000,00 |
0,52 |
0,7 |
0,61 |
0,305 |
0,036742 |
-4,2934 |
8,30E-04 |
8,30E-04 |
8,30E-04 |
0,00083 |
0 |
0,00333 |
89,64 |
29 |
400000,00 |
0,34 |
0,5 |
0,42 |
0,21 |
0,03266 |
-7,53501 |
7,50E-04 |
6,90E-04 |
7,20E-04 |
0,00072 |
2E-05 |
0,0025 |
103,68 |
30 |
500000,00 |
0,23 |
0,3 |
0,27 |
0,1325 |
0,014289 |
-11,5351 |
6,50E-04 |
6,50E-04 |
6,50E-04 |
0,00065 |
0 |
0,002 |
117 |
ФНЧ
Задание: Получите АЧХ (и по возможности ФЧХ) фильтра низкой частоты.
Лабораторная работа №3:: Фильтр низких частот::АЧХ и ФЧХ | ||||||||||||||
f, Гц |
2U1, В |
2U2, В |
2U3, В |
Uср, В |
σU |
Uср, Дб |
∆φ1, мс |
∆φ2, мс |
∆φ3, мс |
∆φср, мс |
σφ |
T, мс |
∆φср, Град | |
1 |
20,00 |
0,99 |
0,98 |
0,99 |
0,4925 |
0,002041 |
-0,13128 |
2,00E+00 |
2,00E+00 |
2,00E+00 |
2 |
0 |
50 |
14,4 |
2 |
40,00 |
0,94 |
0,94 |
0,94 |
0,47 |
0 |
-0,53744 |
2,20E+00 |
2,20E+00 |
2,20E+00 |
2,2 |
0 |
25 |
31,68 |
3 |
60,00 |
0,87 |
0,89 |
0,88 |
0,44 |
0,004082 |
-1,11035 |
2,10E+00 |
2,20E+00 |
2,30E+00 |
2,2 |
0,0816 |
16,6667 |
47,52 |
4 |
80,00 |
0,79 |
0,78 |
0,79 |
0,3925 |
0,002041 |
-2,10261 |
1,90E+00 |
2,00E+00 |
2,00E+00 |
1,966667 |
0,0471 |
12,5 |
56,64 |
5 |
100,00 |
0,71 |
0,71 |
0,71 |
0,355 |
0 |
-2,97483 |
1,80E+00 |
1,80E+00 |
1,80E+00 |
1,8 |
0 |
10 |
64,8 |
6 |
120,00 |
0,64 |
0,64 |
0,64 |
0,32 |
0 |
-3,8764 |
1,70E+00 |
1,75E+00 |
1,75E+00 |
1,733333 |
0,0236 |
8,33333 |
74,88 |
7 |
140,00 |
0,56 |
0,58 |
0,57 |
0,285 |
0,004082 |
-4,8825 |
1,64E+00 |
1,70E+00 |
1,70E+00 |
1,68 |
0,0283 |
7,14286 |
84,672 |
8 |
160,00 |
0,5 |
0,51 |
0,51 |
0,2525 |
0,002041 |
-5,93417 |
1,60E+00 |
1,60E+00 |
1,65E+00 |
1,616667 |
0,0236 |
6,25 |
93,12 |
9 |
180,00 |
0,44 |
0,41 |
0,43 |
0,2125 |
0,006124 |
-7,43222 |
1,48E+00 |
1,50E+00 |
1,50E+00 |
1,493333 |
0,0094 |
5,55556 |
96,768 |
10 |
200,00 |
0,39 |
0,37 |
0,38 |
0,19 |
0,004082 |
-8,40433 |
1,40E+00 |
1,35E+00 |
1,35E+00 |
1,366667 |
0,0236 |
5 |
98,4 |
11 |
220,00 |
0,35 |
0,36 |
0,36 |
0,1775 |
0,002041 |
-8,99543 |
1,36E+00 |
1,30E+00 |
1,30E+00 |
1,32 |
0,0283 |
4,54545 |
104,544 |
12 |
240,00 |
0,3 |
0,29 |
0,30 |
0,1475 |
0,002041 |
-10,6036 |
1,28E+00 |
1,25E+00 |
1,25E+00 |
1,26 |
0,0141 |
4,16667 |
108,864 |
13 |
260,00 |
0,27 |
0,29 |
0,28 |
0,14 |
0,004082 |
-11,0568 |
1,16E+00 |
1,20E+00 |
1,20E+00 |
1,186667 |
0,0189 |
3,84615 |
111,072 |
14 |
280,00 |
0,24 |
0,21 |
0,23 |
0,1125 |
0,006124 |
-12,9563 |
1,16E+00 |
1,20E+00 |
1,20E+00 |
1,186667 |
0,0189 |
3,57143 |
119,616 |
15 |
300,00 |
0,23 |
0,21 |
0,22 |
0,11 |
0,004082 |
-13,1515 |
1,14E+00 |
1,20E+00 |
1,25E+00 |
1,196667 |
0,045 |
3,33333 |
129,24 |
16 |
320,00 |
0,2 |
0,2 |
0,20 |
0,1 |
1,39E-17 |
-13,9794 |
1,10E+00 |
1,15E+00 |
1,10E+00 |
1,116667 |
0,0236 |
3,125 |
128,64 |
17 |
340,00 |
0,19 |
0,18 |
0,19 |
0,0925 |
0,002041 |
-14,6566 |
1,04E+00 |
1,10E+00 |
1,10E+00 |
1,08 |
0,0283 |
2,94118 |
132,192 |
18 |
360,00 |
0,16 |
0,19 |
0,18 |
0,0875 |
0,006124 |
-15,1392 |
1,00E+00 |
1,05E+00 |
1,05E+00 |
1,033333 |
0,0236 |
2,77778 |
133,92 |
19 |
380,00 |
0,15 |
0,16 |
0,16 |
0,0775 |
0,002041 |
-16,1934 |
9,60E-01 |
1,00E+00 |
1,00E+00 |
0,986667 |
0,0189 |
2,63158 |
134,976 |
20 |
400,00 |
0,14 |
0,12 |
0,13 |
0,065 |
0,004082 |
-17,7211 |
9,60E-01 |
1,00E+00 |
1,00E+00 |
0,986667 |
0,0189 |
2,5 |
142,08 |
21 |
420,00 |
0,13 |
0,12 |
0,13 |
0,0625 |
0,002041 |
-18,0618 |
9,40E-01 |
9,00E-01 |
9,00E-01 |
0,913333 |
0,0189 |
2,38095 |
138,096 |
22 |
440,00 |
0,13 |
0,12 |
0,13 |
0,0625 |
0,002041 |
-18,0618 |
9,40E-01 |
8,80E-01 |
8,70E-01 |
0,896667 |
0,0309 |
2,27273 |
142,032 |
23 |
460,00 |
0,11 |
0,12 |
0,12 |
0,0575 |
0,002041 |
-18,786 |
8,40E-01 |
8,70E-01 |
8,70E-01 |
0,86 |
0,0141 |
2,17391 |
142,416 |
24 |
480,00 |
0,1 |
0,09 |
0,10 |
0,0475 |
0,002041 |
-20,4455 |
8,40E-01 |
8,30E-01 |
8,30E-01 |
0,833333 |
0,0047 |
2,08333 |
144 |
25 |
500,00 |
0,1 |
0,1 |
0,10 |
0,05 |
6,94E-18 |
-20 |
8,80E-01 |
8,50E-01 |
8,50E-01 |
0,86 |
0,0141 |
2 |
154,8 |
26 |
520,00 |
0,1 |
0,08 |
0,09 |
0,045 |
0,004082 |
-20,9151 |
8,80E-01 |
8,40E-01 |
8,40E-01 |
0,853333 |
0,0189 |
1,92308 |
159,744 |
27 |
540,00 |
0,08 |
0,08 |
0,08 |
0,04 |
0 |
-21,9382 |
7,50E-01 |
8,10E-01 |
8,20E-01 |
0,793333 |
0,0309 |
1,85185 |
154,224 |
28 |
560,00 |
0,08 |
0,07 |
0,08 |
0,0375 |
0,002041 |
-22,4988 |
7,20E-01 |
7,40E-01 |
7,40E-01 |
0,733333 |
0,0094 |
1,78571 |
147,84 |
29 |
580,00 |
0,08 |
0,07 |
0,08 |
0,0375 |
0,002041 |
-22,4988 |
7,00E-01 |
6,90E-01 |
6,90E-01 |
0,693333 |
0,0047 |
1,72414 |
144,768 |
30 |
600,00 |
0,08 |
0,07 |
0,08 |
0,0375 |
0,002041 |
-22,4988 |
6,70E-01 |
6,80E-01 |
6,80E-01 |
0,676667 |
0,0047 |
1,66667 |
146,16 |
Полосовой фильтр
Состоит из двух последовательно подключенных ФВЧ и ФНЧ. Предназначен получения сигналов в узком диапазоне частот.
Лабораторная работа №3::Полосовой фильтр::АЧХ и ФЧХ | ||||||||||||||
f, Гц |
2U1, В |
2U2, В |
2U3, В |
Uср, В |
σU |
Uср, Дб |
∆φ1, мс |
∆φ2, мс |
∆φ3, мс |
∆φср, мс |
σφ |
T, мс |
∆φср, Град | |
1 |
20,00 |
0,015 |
0,01 |
0,01 |
0,00625 |
0,001021 |
-38,0618 |
0 |
0 |
50 |
0 | |||
2 |
30,00 |
0,02 |
0,01 |
0,02 |
0,0075 |
0,002041 |
-36,4782 |
0 |
0 |
33,3333 |
0 | |||
3 |
40,00 |
0,02 |
0,015 |
0,02 |
0,00875 |
0,001021 |
-35,1392 |
15,8 |
15,6 |
15,7 |
15,7 |
0,0816 |
25 |
226,08 |
4 |
50,00 |
0,07 |
0,05 |
0,06 |
0,03 |
0,004082 |
-24,437 |
13,8 |
14 |
13,9 |
13,9 |
0,0816 |
20 |
250,2 |
5 |
66,00 |
0,13 |
0,09 |
0,11 |
0,055 |
0,008165 |
-19,1721 |
11,2 |
11 |
11,1 |
11,1 |
0,0816 |
15,1515 |
263,736 |
6 |
82,00 |
0,17 |
0,015 |
0,09 |
0,04625 |
0,031639 |
-20,6772 |
9,6 |
9,5 |
9,55 |
9,55 |
0,0408 |
12,1951 |
281,916 |
7 |
98,00 |
0,22 |
0,2 |
0,21 |
0,105 |
0,004082 |
-13,5556 |
8,8 |
8,4 |
8,6 |
8,6 |
0,1633 |
10,2041 |
303,408 |
8 |
114,00 |
0,22 |
0,2 |
0,21 |
0,105 |
0,004082 |
-13,5556 |
8 |
7,8 |
7,9 |
7,9 |
0,0816 |
8,77193 |
324,216 |
9 |
130,00 |
0,22 |
0,2 |
0,21 |
0,105 |
0,004082 |
-13,5556 |
7,1 |
7 |
7,05 |
7,05 |
0,0408 |
7,69231 |
329,94 |
10 |
146,00 |
0,22 |
0,2 |
0,21 |
0,105 |
0,004082 |
-13,5556 |
6,68 |
7 |
6,84 |
6,84 |
0,1306 |
6,84932 |
359,5104 |
11 |
162,00 |
0,22 |
0,2 |
0,21 |
0,105 |
0,004082 |
-13,5556 |
6,08 |
5,9 |
5,99 |
5,99 |
0,0735 |
6,17284 |
349,3368 |
12 |
178,00 |
0,23 |
0,2 |
0,22 |
0,1075 |
0,006124 |
-13,3512 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
5,61798 |
0 |
13 |
194,00 |
0,23 |
0,2 |
0,22 |
0,1075 |
0,006124 |
-13,3512 |
0,44 |
0,5 |
0,47 |
0,47 |
0,0245 |
5,15464 |
32,8248 |
14 |
210,00 |
0,23 |
0,24 |
0,24 |
0,1175 |
0,002041 |
-12,5786 |
0,6 |
0,5 |
0,55 |
0,55 |
0,0408 |
4,7619 |
41,58 |
15 |
226,00 |
0,2 |
0,22 |
0,21 |
0,105 |
0,004082 |
-13,5556 |
0,7 |
0,6 |
0,65 |
0,65 |
0,0408 |
4,42478 |
52,884 |
16 |
242,00 |
0,2 |
0,19 |
0,20 |
0,0975 |
0,002041 |
-14,1993 |
0,5 |
0,55 |
0,525 |
0,525 |
0,0204 |
4,13223 |
45,738 |
17 |
258,00 |
0,2 |
0,2 |
0,20 |
0,1 |
1,39E-17 |
-13,9794 |
0,58 |
0,64 |
0,61 |
0,61 |
0,0245 |
3,87597 |
56,6568 |
18 |
274,00 |
0,19 |
0,2 |
0,20 |
0,0975 |
0,002041 |
-14,1993 |
0,64 |
0,66 |
0,65 |
0,65 |
0,0082 |
3,64964 |
64,116 |
19 |
290,00 |
0,19 |
0,2 |
0,20 |
0,0975 |
0,002041 |
-14,1993 |
0,64 |
0,66 |
0,65 |
0,65 |
0,0082 |
3,44828 |
67,86 |
20 |
306,00 |
0,19 |
0,2 |
0,20 |
0,0975 |
0,002041 |
-14,1993 |
0,62 |
0,66 |
0,64 |
0,64 |
0,0163 |
3,26797 |
70,5024 |
21 |
322,00 |
0,16 |
0,2 |
0,18 |
0,09 |
0,008165 |
-14,8945 |
0,62 |
0,62 |
0,62 |
0,62 |
0 |
3,10559 |
71,8704 |
22 |
338,00 |
0,16 |
0,17 |
0,17 |
0,0825 |
0,002041 |
-15,6503 |
0,69 |
0,69 |
0,69 |
0,69 |
0 |
2,95858 |
83,9592 |
23 |
354,00 |
0,16 |
0,15 |
0,16 |
0,0775 |
0,002041 |
-16,1934 |
0,69 |
0,66 |
0,675 |
0,675 |
0,0122 |
2,82486 |
86,022 |
24 |
370,00 |
0,16 |
0,14 |
0,15 |
0,075 |
0,004082 |
-16,4782 |
0,68 |
0,66 |
0,67 |
0,67 |
0,0082 |
2,7027 |
89,244 |
25 |
386,00 |
0,14 |
0,15 |
0,15 |
0,0725 |
0,002041 |
-16,7726 |
0,67 |
0,64 |
0,655 |
0,655 |
0,0122 |
2,59067 |
91,0188 |
26 |
400,00 |
0,14 |
0,13 |
0,14 |
0,0675 |
0,002041 |
-17,3933 |
0,63 |
0,62 |
0,625 |
0,625 |
0,0041 |
2,5 |
90 |
27 |
500,00 |
0,09 |
0,09 |
0,09 |
0,045 |
6,94E-18 |
-20,9151 |
0,62 |
0,62 |
0,62 |
0,62 |
0 |
2 |
111,6 |
28 |
600,00 |
0,06 |
0,05 |
0,06 |
0,0275 |
0,002041 |
-25,1927 |
0,59 |
0,6 |
0,595 |
0,595 |
0,0041 |
1,66667 |
128,52 |
29 |
700,00 |
0,06 |
0,05 |
0,06 |
0,0275 |
0,002041 |
-25,1927 |
0,53 |
0,55 |
0,54 |
0,54 |
0,0082 |
1,42857 |
136,08 |
30 |
800,00 |
0,06 |
0,04 |
0,05 |
0,025 |
0,004082 |
-26,0206 |
0,53 |
0,55 |
0,54 |
0,54 |
0,0082 |
1,25 |
155,52 |
Задание: получить АЧХ фильтра
Информация о работе Исследование работы фильтров высоких и низких частот