Filtr środkowoprzepustowy PDF

Preview

Summary

Sprawozdanie z jednego z zadań laboratoryjnych...

Description

Politechnika Wrocławska

LABORATORIUM UKŁADÓW ELEKTRONICZNYCH Data: 14.03.2016 Dzień: Poniedziałek Grupa: VI Godzina: 17:00 TEMAT ĆWICZENIA: Filtr aktywny - środkowoprzepustowy DANE PROJEKTOWE: Rodzaj filtru: środkowoprzepustowy Częstotliwości graniczne [kHz]: Fsr = 10 Dobroć: Q = 5 Wzmocnienie [V /V ]: KU = 1 L.p. Nazwisko i Imię Oceny: 1. Aleksander Sil 2. Wojciech Suszczewicz 3. Dawid Brząkała

3 kwietnia 2016

2 WSTĘP

1

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest praktycznie poznanie właściwości filtrów aktywnych, metod ich projektowania oraz pomiaru podstawowych parametrów filtrów.

2

Wstęp

Filtr został zaprojektowany zgodnie z opisem w załączonym do sprawozdania projekcie.

Rysunek 1: Schemat układu z projektu Użyte elementy (patrz rysunek 1) zostały zmierzone, a ich wartości rzeczywiste wynosiły: R1 = 81kΩ R3 = 160kΩ R5 = 160, 36kΩ R6 = 1, 59kΩ C2 = 1, 04nF C4 = 1, 01nF Wzmacniacz operacyjny zasilany był symetrycznym napięciem ±12V

1

3 CHARAKTERYSTYKI CZĘSTOTLIWOŚCIOWE FILTRU

3

Charakterystyki częstotliwościowe filtru

Rysunek 2: Charakterystyka amplitudowa Używając kursora danych dostępnego w programie Matlab odczytaliśmy z wykresu widocznego na rysunku 2 częstotliwości graniczne naszego filtra otrzymane w rezultacie doświadczenia. Dolna częstotliwość to 8450H z, a górna 11870Hz co daje średnią częstotliwość graniczną Fsr = 10200Hz co nieznacznie odstaje od naszych założeń. Dobroć wyliczona z tych danych jako stosunek częstotliwości środkowej do szerokości pasma filtru wynosi Q = 3. Charakterystyka amplitudowa uzyskana w programie LTspice jest zbliżona do wyników uzyskanych w eksperymencie. Różnice widać dopiero na przedziale częstotliwości od 0.1 MHz do 1 MHz co może być spowodowane niedoskonałościami użytych elementów przy pracy w tak wysokich częstotliwościach.

2

3 CHARAKTERYSTYKI CZĘSTOTLIWOŚCIOWE FILTRU

Rysunek 3: Charakterystyka fazowa - eksperyment

Rysunek 4: Charakterystyka fazowa - LTspice Na rysunkach 3 i 4 widoczne są charakterystyki fazowe odpowiednio dla eksperymentu i symulacji w LTspice. Charakterystyki te są zbliżone kształtem, lecz dolna granica przesunięcia fazowego stabilizuje się na innych wartościach. Może to wynikać z błędów przy odczycie z oscyloskopu oraz z niedoskonałości elementów (przy wysokich częstotliwościach).

3

5 WNIOSKI

4

Odpowiedź impulsowa filtru

Rysunek 5: Odpowiedź impulsowa filtru środkowoprzepustowego Na filtr został podany sygnał prostokątny o częstotliwości 1 kHz. Odpowiedź impulsowa filtru ma parametry: Czas narastania: tn = 140ns Czas opadania: to = 124ns Czas ustalania: tu = 75ms

5

Wnioski

Otrzymane w doświadczeniu wyniki są do siebie zbliżone. Wzmocnienie niemal pokrywa się z założeniami projektowymi w paśmie od 100 Hz do 0.1 MHz i dla częstotliwości środkowej wynosi, zgodnie z założeniami, Ku = 1. Dobroć filtru w doświadczeniu odstaje znacznie od założeń projektowych, wynosi Q = 3 przy założonej wartości równej Qprojektowe = 5. Może to wynikać z niedokładności pomiarów przez nas przeprowadzonych i różnicy w rzeczywistych wartościach elementów w stosunku do projektu.

4

6 DANE POMIAROWE

6

Dane pomiarowe

5

Rysunek 6: Dane pomiarowe z doświadczenia...