МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

"Харківський політехнічний інститут"

Кафедра "Обчислювальної техніки та програмування"

Лабораторний практикум

по курсу

"Комп’ютерна електроніка та схемотехніка"

Проф. Скородєлов В.В.

ХАРКІВ 2008

Лабораторная работа № 1

Тема: “Пассивные rc - фильтры”

Цель работы: Приобрести минимально необходимые навыки работы с пакетом EWD 4.0. Исследовать схемы пассивных RС – фильтров в частотной и временной области.

Типы фильтров:

1. ФНЧ – фильтр низких частот,

2. ФВЧ – фильтр высоких частот,

3. Полосовой фильтр,(ПЧ),

4. Многокаскадные RC – фильтры.

О пыт 1 – исследование ФНЧ (см. Рисунок 4.1)

Рисунок 4.1.

К_п(затухания) = =

де (4.1.)

U_вых = К_п  U_вх (В) (4.2.)

К_п = 3 (Дб)

f_гр = 1 / (2 ПRC) (4.3.)

– граничная частота на уровне 0,707 *U_вых

Задание 1:

1.1. Определить АЧХ и ФЧХ при:

f_вх = 1 кГц + fi * Ni (4.4.)

где fi = 1 кГц; Ni – номер бригады;

R = 1 кОм + Ri * Ni (кОм),

где Ri = 1 кОм или С = 0,01 мкФ + Сi * Ni, где Сi = 0,01 мкФ;

Uвх = 12 В.

1.2. Исследовать зависимость АЧХ и ФЧХ, а также f_гр оптимальных параметров R и C.

1.3. Сравнить с расчетной (см. выражение 4.3.).

1.4. В отчете привести семейство АЧХ и описать это словесно!

Задание 2:

2.1. Исследовать форму сигналов на выходе ФНЧ (см. Рисунок 4.2) при подаче на его вход:

1. прямоугольного сигнала;

2. пилообразного сигнала;

3. синусоидального сигнала;

п ри различных постоянных времени.

Рисунок 4.2.

Опыт 2 – исследование ФВЧ (см. Рисунок 4.3)

Рисунок 4.3.

К= , f_гр = 1 / 2 *π * R * C.

Выполнить задания 1, 2 из опыта 1.

Опыт 3 – исследование полосовых фильтров (см. Рисунок 4.4)

Задание 1:

1.1. Соединить последовательно ФНЧ и ФВЧ, исследованные в опытах 1 и 2 (Попробовать поменять местами ФНЧ и ФВЧ).

1.2. Определить АЧХ и ФЧХ такого соединения (в одном и другом случае).

1.3. Изменяя параметры вначале ФНЧ, а затем ФВЧ исследовать изменение формы АЧХ.

Задание 2:

2 .1. Собрать схему полосового фильтра (Рисунок 4.4)

Рисунок 4.4.

R1 – входное полное сопротивление

R2 – выходное полное сопротивление

f_н = 1 / (2π*С2*(R1 + R2)), [Гц]

f_в = (R1 + R2) / (2π*C1*R1*R2), [Гц]

С1 = (R1 + R2) / (2π*f_в*R1*R2), [Ом]

С2 = 1 / (2π*f_н*R1*R2), [Ом]

2.2. Определить С1 и С2 при:

f_н = 1 кГц + f_нi і f_в = 5 кГц + f_вi,

где f_нi = f_вi = 1 кГц.

2.3. Исследовать зависимость формы АЧХ от изменения параметров C1 и C2 при:

R1 = R2 = 1 кОм,

Uвх = 12 В.

Опыт 4 – исследование многокаскадных rc – фильтров

Задание 1:

1.1. Соединить последовательно два RC – фильтра НЧ, исследованных в опыте 1 и определить их АЧХ.

1.2. Сравнить с АЧХ одиночного фильтра НЧ и сделать соответствующие выводы при:

fгр = f_грi / n,

где n – количество ФНЧ с равными f_гр.

1.3. Соединить последовательно два RC – фильтра ВЧ, исследованных в опыте 1 и определить их АЧХ.

1.4. Сравнить с АЧХ одиночного фильтра ВЧ и сделать соответствующие выводы.

Задание 2:

2.1. Исследовать форму сигналов на выходе цепочки ФНЧ, полученной в задании 1, при подаче на ее вход прямоугольных и пилообразных импульсов.

2.2. Исследовать форму сигналов на выходе цепочки ФВЧ, полученной в задании 2, при подаче на ее вход прямоугольных и пилообразных импульсов.