ЛБ6_вар9

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

________________________________________________________________

Инженерная школа энергетики

Направление подготовки

13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

Отделение электроэнергетики и электротехники

Элементы устройств автоматики энергосистем

Лабораторная работа №6

Исследование работы активного полосового фильтра

Вариант 9

Обучающийся

Группа	ФИО	Подпись	Дата

Руководитель

Должность	ФИО	Подпись	Дата
Ассистент ОЭЭ	Гречушников В.В.

Томск – 2020

Цель работы: изучить работу активного полосового фильтра с многопетлевой обратной связью с помощью программного обеспечения Multisim.

Исходные данные

Рисунок 1 – Исходная схема задания

Таблица 1 – Исходные данные

Вариант	С1	С2	R1	R2	R3
	мкФ	мкФ	кОм	кОм	кОм
9	0,092	0,092	22	13,4	44

Измерения и расчеты

1. Собираем исходную схему с учетом исходных данных в программе Multisim:

Рисунок 2 – Исходная схема в программе Multisim

2. С помощью измерительного прибора Bode Plotter снимаем АЧХ и определяем частоту, при которой амплитуда выходного сигнала максимальна (G = 0):

Рисунок 3 – Амплитудно-частотная характеристика

3. Задаем на источнике данную частоту и снимаем показания осциллографа:

Рисунок 4 – Осциллограмма при f = 89,436 Гц

Снимем фазо-частотную характеристику с помощью Bode Plotter:

Рисунок 5 – ФЧХ при f = 89,436 Гц

Согласно ФЧХ сдвиг по фазе равен -124,224 градуса, сравним это значение со сдвигом по фазе, который можно получить с помощью осциллограммы:

4. Прибавим к найденной частоте 100 Гц и повторим эксперимент:

Рисунок 6 – Амплитудно-частотная характеристика при f = 189,436 Гц

Снимаем показания осциллографа:

Рисунок 7 – Осциллограмма при f = 189,436 Гц

Снимем фазо-частотную характеристику с помощью Bode Plotter:

Рисунок 8 – ФЧХ при f = 189,436 Гц

Согласно ФЧХ сдвиг по фазе равен 118,268 градуса, сравним это значение со сдвигом по фазе, который можно получить с помощью осциллограммы:

5. Отнимем от найденной частоты 40 Гц и повторим эксперимент:

Рисунок 9 – Амплитудно-частотная характеристика при f = 49,436 Гц

Снимаем показания осциллографа:

Рисунок 10 – Осциллограмма при f = 49,436 Гц

Снимем фазо-частотную характеристику с помощью Bode Plotter:

Рисунок 11 – ФЧХ при f = 49,436 Гц

Согласно ФЧХ сдвиг по фазе равен -124,393 градуса, сравним это значение со сдвигом по фазе, который можно получить с помощью осциллограммы:

6. Сравним полученные результаты:

Таблица 2 – Полученные результаты

f, Гц	Коэффициент передачи k		Сдвиг фазы
	по АЧХ	по осциллограммам	по ФЧХ	по осциллограммам
89,436	0,99954	1,00072	-124,224	-180,116
189,436	0,4737	0,4649	118,268	113,684
49,436	0,5647	0,5698	-124,393	-113,26

Вывод: В данной лабораторной работе был исследован активный полосовой фильтр с многопетлевой обратной связью с помощью моделирования его в программе Multisim 13.0.

С помощью Bode Plotter была снята амплитудно-частотная характеристика и определена частота, на которую настроен фильтр (частота, при которой амплитуда выходного сигнала максимальна, f = 89,463 Гц). Для данной частоты источника по АЧХ и осциллограмме определены коэффициенты передачи, которые практически совпали. Затем по ФЧХ и осциллограмме определены фазовые сдвиги, которые значительно отличаются. Данные опыты были проведены для двух других значений частот (на 100 Гц больше и на 40 Гц меньше), полученные коэффициенты передачи практически совпали, фазовые сдвиги отличаются не более, чем на 10%.