Лабораторные работы по курсу «Общая электротехника и электроника», часть 1, страница 10

Фильтром называется устройство, пропускающее сигналы одних частот и подавляющее сигналы других частот. Фильтры называются тем видом частот,  которые они пропускают.   Так, фильтры,  пропускающие низкие частоты,   называются низкочастотными и т.д.

Фильтр представляет собой четырехполюсник (рис.4.1).

Рис.4.1. Условное обозначение четырехполюсника

Для оценки степени пропускания или подавления частотно-изменяю­щегося сигнала используется понятие собственного подавления фильтра:

                             ,                                      (1)

где    - модуль комплексного коэффициента передачи четырехполюсника (фильтра).

Для экспериментального исследования частотных свойств фильтра на вход его подается сигнал с заданной частотой и с напряжением  U₁ на выходе измеряется напряжение U₂. Беря отношение этих величин, находят   К(ω) для заданной частоты и по формуле 1 определяют  а. Задавая различные частоты входного сигнала, строится по (1) зависи­мость а(ω) .

В лабораторной работе исследуются фильтры, показанные на рисунке 4.2 и на рисунке 4.3.

Низкочастотные фильтры

Рис.4.2. Схемы Г-образного (а) и Т-образного (б) низкочастотных фильтров

При расчетном анализе низкочастотных фильтров собственное подавление фильтров определяется по формулам:

Г–образный                                                   Т – образный

                               

                                                       

Здесь  мГн,                                           мГн,

            С=10000 пФ;                                      С=20000 пФ;

где ω – частота входного сигнала,

      ω_с – частота среза фильтра.

Высокочастотные фильтры

Рис.4.3. Схемы Г-образного (а) и Т-образного (б) высокочастотных фильтров

Т-образные фильтры получают из Г-образных фильтров путей очевид­ного из схемы соединения. Это приводит в низкочастотных фильтрах к увеличению емкости конденсатора в 2 раза,  а в высокочастотных фильтрах к уменьшению индуктивности в 2 раза (рисунок 4.2б, рисунок 4.3б).

При расчетном анализе высокочастотных фильтров их собственное подавление определяется по формулам:

Г – образный                                                         Т – образный

                                   

                                                                     

Здесь L=2 мГн                                                        L=1 мГн

          С=10000 пФ                                                  С=10000 пФ

Примечание. Если значение подавления при расчетах имеет отрицательное значение, то его нужно брать по модулю.

2. ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

В лабораторной работе используются индуктивности стенда, на котором исследовались частотные характеристики резонансных контуров.

Величина емкости конденсатора для всех бригад принимается равной   Ф.