Исследование сглаживающих фильтров. Расчет и экспериментальное определение основных параметров пассивных и активных фильтров

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

ИССЛЕДОВАНИЕ СГЛАЖИВАЮЩИХ ФИЛЬТРОВ

Цель работы: расчет и экспериментальное определение основных параметров пассивных и активных фильтров. Исследование зависимости этих параметров от тока нагрузки.

Объекты исследования:

1. Емкостный фильтр.
2. Индуктивный фильтр.
3. RC-фильтр.
4. Г-образный LC-фильтр.
5. П-образный LC-фильтр.
6. LC-фильтр с компенсацией.
7. LC-фильтр с параллельным резонансом.
8. LC-фильтр с последовательным резонансом.
9. Транзисторный фильтр.

Приборы и оборудование: стенд «Маломощный блок питания ЭС1А/1», осциллограф, милливольтметр В3-38 или В3-33.

Домашнее задание

Данные для расчета:

1.Определить параметры простейшего фильтра. Учитывая параметр нагрузки, выбрать тип простейшего фильтра и рассчитать индуктивность или емкость фильтра. Напряжение на нагрузке U₀=20 В, частота тока f_c=50 Гц, выпрямитель собран по мостовой схеме. Параметр H=200, сопротивление фазы выпрямителя r=30 Ом. Сопротивление нагрузки R_н=430 Ом, коэффициент пульсаций K=0.006.

Вследствие того, что потребляемая нагрузкой мощность невелика (нагрузка имеет высокое сопротивление), то будем использовать емкостный фильтр:

·  Найдем емкость фильтра:

·  Найдём коэффициент фильтрации:

2.Привести схему фильтра, рассчитать коэффициент фильтрации и коэффициент пульсации на его выходе. Напряжение на выходе выпрямителя U₀=20 В, частота тока f_c=50 Гц, выпрямитель собран по мостовой схеме. Определить напряжение на выходе фильтра и его КПД, если сопротивление потерь фильтра r_L=40 Ом. Сопротивление нагрузки R_н=430 Ом. Параметры фильтра: C1=С2=1000 мкФ, L=1.2 Гн. Схема фильтра: П – образный LC.

·  Коэффициент фильтрации (сглаживания):

·  Коэффициент пульсации на выходе:

·  Напряжение на выходе фильтра:

·  КПД фильтра:

 Приведите схему транзисторного фильтра, поясните его принцип и назначение эле   ментов схемы. Рассчитайте q, k_пвых. Напряжение на выходе выпрямителя U₀=20 В, частота сети f_c=50 Гц. Выпрямитель собран по мостовой схеме. На выходе выпрямителя включен конденсатор C1=200 мкФ. В базовой цепи транзистора КТ808А находится Г – образный RC – фильтр, с параметрами R=200 Ом, С=2000 мкФ:

·  Коэффициент фильтрации.

Для емкостного фильтра:

Для транзисторного фильтра:

Общий коэффициент фильтрации:

Коэффициент пульсаций на выходе:

3.Составить таблицы для записи результатов экспериментального определения зависимостей коэффициента пульсаций на выходе k_пвых, КПД, коэффициента сглаживания q от тока нагрузки. В таблицах должны быть указаны показания приборов, позволяющие определить данные параметры, а также вычисленные параметры:

C фильтр: C=1100 мкФ Rн=430 Ом		П – образный LC фильтр: L=1.2 Гн C1=С2=1000 мкФ Rн=430 Ом		Транзисторный фильтр: R=200 Ом C=2000 мкФ C1=200 мкФ Rн=430 Ом
U-вх.		U-вх.		U-вх.
U-вых.		U-вых.		U-вых.
U~вх.		U~вх.		U~вх.
U~вых.		U~вых.		U~вых.
q		q		q
КПД		КПД		КПД
Kпвых.		Kпвых.		Kпвых.

C фильтр:

C=1100 мкФ;Rн=430 Ом

I0	U-вх	U-вых	U~вх	U~вых	q	Kпвых.	КПД

П – образный LC фильтр:

L=1.2 Гн;C1=С2=1000 мкФ;Rн=430 Ом

I0	U-вх	U-вых	U~вх	U~вых	q	Kпвых.	КПД

Транзисторный фильтр:

R=200 Ом;C=2000 мкФ;C1=200 мкФ;Rн=430 Ом

I0	U-вх	U-вых	U~вх	U~вых	q	Kпвых.	КПД