Sprawozdanie - Filtr dolnoprzepustowy RC PDF

Preview

Summary

Sprawozdanie do przeprowadzonego na zajęciach laboratoryjnych ćwiczenia związanego z filtltme dolnoprzepustowym RC....

Description

Laboratorium Podstaw Elektroniki Katedra Informatyki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, studia zaoczne inżynierskie

ĆĆwiczenie nr 2 – Protokoó ł obserwacji i pomiaroó w Imię i Nazwisko

Grupa, termin zajęcó

Piotr Rozmarynowski Tomasz Ćhojna

9:35 9:35

Ocena

Zadanie 3.1 Filtr dolnoprzepustowy RC 3.1.1 amplituda sygnału wejsó ciowego: ……5V……….. zmierzone wartosó ci amplitudy sygnału wyjsó ciowego dla poszczegoó lnych częstotliwosó ci Ćzęstotliwosó có 10Hz 100Hz 1kHz 10kHz 100kHz amplituda 5V 5V 3,76 V 0,49 V 0,097 V

*-

przesunięcie fazy [s]*

0,00016

0,00016

0,00012

faza [°]

0,576

5,76

43,2

0,000023 0,000002 82,8

72

zmierzona przy pomocy oscyloskopu długosó có odcinka czasu pomiędzy przecięciem osi poziomej przez sygnał wejsó ciowy i wyjsó ciowy, oznaczana jako t w punkcie 2.4.6 instrukcji, opisującym sposoó b pomiaru przesunięcia fazowego z uzż yciem oscyloskopu.

Wnioski wynikające z danych zebranych w tabeli: Im większa częstotliwość na wejściu, tym amplituda oraz przesunięcie fazowe maleją.

Obliczona wartosó có częstotliwosó ci granicznej f0:…994,718 Hz Kształt charakterystyki amplitudowej i fazowej uzyskany z charakterografu:

Wartosó có częstotliwosó ci przy ktoó rej wzmocnienie układu spada do -3dB (odczytana z charakterografu): …992,359 Hz

Katedra Informatyki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, studia zaoczne inżynierskie ĆĆwiczenie nr 2 – Protokoó ł obserwacji i pomiaroó wKatedra Informatyki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, studia zaoczne inżynierskie ĆĆwiczenie nr 2 – Protokoó ł obserwacji i pomiaroó w

3.1.2 Projektowanie filtru RC Wybrana częstotliwosó có graniczna f0: ……6Khz………….. Obliczenia: f0 = 6 kHz = 6000 Hz R = 1kOhm = 1000 Ohm C = 1/(2πRf ) = 1/(2*3,14*1000*6000) = 26,53 nF

Wyznaczone wartosó ci elementoó w: R=……1kOhm…………,

Ć=……26,53 nF………….

3.1.3 Badanie zaprojektowanego filtru Ćharakterystyka częstotliwosó ciowa zaprojektowanego w b) układu:

f [Hz] Uwy [V] Uwy [dB] Φ [o]

0.00 1 f0

0.01 f0

0.1f0

0.2f0

0.5f0

6

60

600

1,2k

5

5

4,98 9

0

0

0,057

0,573

f0

2 f0

5 f0

10 f0

20 f0

50 f0

3k

6k

12k

30k

60k

120k

300k

600k

4,95 8

4,767

4,30 1

3,52 5

2,46 4

1,83 5

1,360

0,914

0,677

-0,043

-0,17

-0,956

3,011

-6,991

14,151

20,045

-26,033

33,9833

-40,002

-5,712

11,312

-26,569

-45,0

63,438

78,691

-84,29

-87,138

-88,854

-89,427

2 2 2 2 2 2

100 f0

Katedra Informatyki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, studia zaoczne inżynierskie ĆĆwiczenie nr 2 – Protokoó ł obserwacji i pomiaroó wKatedra Informatyki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, studia zaoczne inżynierskie ĆĆwiczenie nr 2 – Protokoó ł obserwacji i pomiaroó w

Na podstawie tabeli nalezż y sporządzicó wykresy Uwy(f) i φ(f) i dołączycó je do sprawozdania. Kształty wykresoó w poroó wnacó z wykresami zarejestrowanymi przy

pomocy charakterografu w zadaniu 3.1.1.

3 3 3 3 3 3

Katedra Informatyki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, studia zaoczne inżynierskie ĆĆwiczenie nr 2 – Protokoó ł obserwacji i pomiaroó wKatedra Informatyki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, studia zaoczne inżynierskie ĆĆwiczenie nr 2 – Protokoó ł obserwacji i pomiaroó w

Przedstawione wykresy są bardzo zbliżone do tych prezentowanych przez Multisim, dzięki czemu można uznać wyniki za poprawne.

4 4 4 4 4 4

Katedra Informatyki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, studia zaoczne inżynierskie ĆĆwiczenie nr 2 – Protokoó ł obserwacji i pomiaroó wKatedra Informatyki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, studia zaoczne inżynierskie ĆĆwiczenie nr 2 – Protokoó ł obserwacji i pomiaroó w

Kształt sygnału wyjsó ciowego będący odpowiedzią na falę prostokątną (wystarczy zamiesó cicó 1 okres sygnału) a) okres dla częstotliwości wejściowej znacznie mniejszej od granicznej f > f0 (300 kHz):

5 5 5 5 5 5

Katedra Informatyki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, studia zaoczne inżynierskie ĆĆwiczenie nr 2 – Protokoó ł obserwacji i pomiaroó wKatedra Informatyki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, studia zaoczne inżynierskie ĆĆwiczenie nr 2 – Protokoó ł obserwacji i pomiaroó w

D p …

300 kHz

Z a

Wartosó có częstotliwosó ci (granicznej) przy ktoó rej wzmocnienie układu spada do -3dB: 1,603kHz 6 6 6 6 6 6

Katedra Informatyki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, studia zaoczne inżynierskie ĆĆwiczenie nr 2 – Protokoó ł obserwacji i pomiaroó wKatedra Informatyki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, studia zaoczne inżynierskie ĆĆwiczenie nr 2 – Protokoó ł obserwacji i pomiaroó w

Obliczona wartosó có częstotliwosó ci granicznej wynikająca z wartosó ci uzż ytych elementoó w

f = 1,592kHz

Wniosek: Wartosó có częstotliwosó ci granicznej wyznaczona przy pomocy obliczenó jest zblizż ona do wartosó ci uzyskanej za pomocą charakterografu. b) Kształt sygnału wyjsó ciowego będący odpowiedzią na falę prostokątną (wystarczy zamiesó cicó 1 okres sygnału)

7 7 7 7 7 7

Katedra Informatyki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, studia zaoczne inżynierskie ĆĆwiczenie nr 2 – Protokoó ł obserwacji i pomiaroó wKatedra Informatyki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, studia zaoczne inżynierskie ĆĆwiczenie nr 2 – Protokoó ł obserwacji i pomiaroó w

b.1) dla częstotliwosó ci 10Hz

b.2) dla częstotliwosó ci roó wnej granicznej 1603Hz

b.3) dla częstotliwosó ci znacznie większej nizż graniczna 300kHz

8 8 8 8 8 8

Katedra Informatyki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, studia zaoczne inżynierskie ĆĆwiczenie nr 2 – Protokoó ł obserwacji i pomiaroó wKatedra Informatyki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, studia zaoczne inżynierskie ĆĆwiczenie nr 2 – Protokoó ł obserwacji i pomiaroó w

Zadanie 3.3 Górnoprzepustowy filtr RC a) kształt charakterystyki amplitudowej i fazowej uzyskany z charakterografu:

Ćzęstotliwosó có graniczna wynikająca ze zmierzonej charakterystyki: 978mHz Ćzęstotliwosó có graniczna wynikająca z wartosó ci uzż ytych elementoó w: 952mHz 9 9 9 9 9 9

Katedra Informatyki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, studia zaoczne inżynierskie ĆĆwiczenie nr 2 – Protokoó ł obserwacji i pomiaroó wKatedra Informatyki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, studia zaoczne inżynierskie ĆĆwiczenie nr 2 – Protokoó ł obserwacji i pomiaroó w

Wnioski: Wartosó ci uzyskane prze obie metody są zblizż one b) Kształt sygnału wyjsó ciowego będący odpowiedzią na przebieg troó jkątny (wystarczy zamiesó cicó 1 okres sygnału)

b.1) dla 0,1Hz

b.2) dla 0,978Hz

1 1 1 1 1 1

Katedra Informatyki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, studia zaoczne inżynierskie ĆĆwiczenie nr 2 – Protokoó ł obserwacji i pomiaroó wKatedra Informatyki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, studia zaoczne inżynierskie ĆĆwiczenie nr 2 – Protokoó ł obserwacji i pomiaroó w

b.3) dla 10Hz

Dla jakich częstotliwosó ci układ realizuje poprawnie funkcję roó zż niczkowania sygnału podawanego na wejsó cie? Dla częstotliwosó ci bliskich częstotliwosó ci granicznej Ćzy działanie układu jest podobne do innych układoó w badanych w trakcie cówiczenia (Jesó li odpowiedzó będzie twierdząca, nalezż y wskazacó odpowiedni układ)? Nie Zadanie 3.4 Filtr dolnoprzepustowy RL a) kształt charakterystyki amplitudowej i fazowej uzyskany z charakterografu:

1 1 1 1 1 1

Katedra Informatyki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, studia zaoczne inżynierskie ĆĆwiczenie nr 2 – Protokoó ł obserwacji i pomiaroó wKatedra Informatyki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, studia zaoczne inżynierskie ĆĆwiczenie nr 2 – Protokoó ł obserwacji i pomiaroó w

Ćzęstotliwosó có graniczna wynikająca ze zmierzonej charakterystyki: 1551Hz Ćzęstotliwosó có graniczna wynikająca z wartosó ci uzż ytych elementoó w: 1592Hz Wnioski: Uzyskane wartosó ci są zblizż one b) Kształt sygnału wyjsó ciowego będący odpowiedzią na falę prostokątną (wystarczy zamiesó cicó 1 okres sygnału)

1 1 1 1 1 1

Katedra Informatyki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, studia zaoczne inżynierskie ĆĆwiczenie nr 2 – Protokoó ł obserwacji i pomiaroó wKatedra Informatyki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, studia zaoczne inżynierskie ĆĆwiczenie nr 2 – Protokoó ł obserwacji i pomiaroó w

b.1) dla 10Hz

b.2) dla 1551Hz

1 1 1 1 1 1

Katedra Informatyki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, studia zaoczne inżynierskie ĆĆwiczenie nr 2 – Protokoó ł obserwacji i pomiaroó wKatedra Informatyki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, studia zaoczne inżynierskie ĆĆwiczenie nr 2 – Protokoó ł obserwacji i pomiaroó w

b.3) dla 100kHz

Dla jakich częstotliwosó ci układ realizuje poprawnie funkcję całkowania sygnału podawanego na wejsó cie? Dla częstotliwosó ci granicznej - 1551Hz Ćzy działanie układu jest podobne do innych układoó w badanych w trakcie cówiczenia (Jesó li odpowiedzó będzie twierdząca, nalezż y wskazacó odpowiedni układ)? Podobne do filtra goó rnoprzepustowego LĆ

1 1 1 1 1 1...