Активный RC-фильтр. Схема активного RC-фильтра, построенного с использованием звеньев второго порядка

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ ТЕХНИЧЕСКОЙ КИБЕРНЕТИКИ

КАФЕДРА АВТОМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №10

«Активный RC-фильтр»

Работу выполнил студент     3081/2            

группа                               ФИО

Преподаватель                              

подпись                             ФИО

Санкт-Петербург

2006г.

Цель работы

Целью лабораторной работы является сравнение теоретических и экспериментальных характеристик фильтров, проектирование и настройка фильтров высокого порядка, построенных на операционных усилителях.

1. Чертежи схем исследуемых устройств

Рис.1. Схема активного RC-фильтра, построенного с использованием звеньев второго порядка

2. Исходные данные

fm1=800 Гц

Q1=5

fm1=1100 Гц

Q2=4,5

ΔL=2 дБ

3. Расчет параметров устройств

С3=1нФ

С4=2нФ

1) Полоса пропускания

Δf1=160Гц

Δf21=244Гц

2) Сопротивления резисторов

R₁₁=C₄R₂/(C₃Q₁²)=39,76 кОм

R₂₁=(2C₄)^-1=497,6 кОм

R₁₂=C₄R₂/(C₃Q₂²)=32,23 кОм

R₂₂=(2C₄)^-1=326,3 кОм

3) Коэффициенты усиления L_m,i  звеньев

L_m,1 =20 lg( R₂₁C₄ / (R₁₁C₃))=27,94

L_m,2 =20 lg( R₂₂C₄ / (R₁₂C₃))=26

4. Настройка звеньев цепи

Первое звено:

R1=39,76 кОм

R2=497,6 кОм

fm1=800 Гц

Uвых=3,42 В

Uвх=0,12 В

L_m,1 =25,95 дБ

Второе звено:

L_m,2 =22,09 дБ

5. Снятие характеристик первого звена

ЛАЧХ первого звена:

6. Снятие характеристик второго звена

ЛАЧХ второго звена:

7. Снятие характеристик фильтра четвертого порядка

ЛАЧХ фильтра четвертого порядка:

Уровень L-2 дБ:

ЛАЧХ первого, второго звена и фильтра четвертого порядка представлены на рис.2

Выводы

Настойка звеньев:

,     δ< δ_{допустимое}

,     δ< δ_{допустимое}

Настройку звеньев можно признать успешной – значение добротностей соответствуют заданной погрешности, полосы пропускания и максимумы коэффициентов усиления звеньев несильно отличаются от теоретических.

Полученные ЛАЧХ звеньев согласуются с теорией – угол наклона касательной соответствует теоретическому 6 дБ/окт.

При сборке фильтра максимумы коэффициентов усиления на ЛАЧХ оказались равны теоретическим, поэтому можно считать, что полученная полоса пропускания фильтра соответствует теоретической.

Графики

Рис. 2. ЛАЧХ первого, второго звена и фильтра четвертого порядка