4.2. Подготовка к работе

Изучить материал рассматриваемой темы, используя конспект лекций, методические указания к лабораторной работе, раздел 7.5 учебника [1] и раздел 18 учебника [2]. Проверить степень усвоения материала, ответив на контрольные вопросы.

Используя исходные данные, приведенные в табл. 4.1, рассчитать параметры элементов ФНЧ (ω_г =ω_г1) и ФВЧ (ω_г =ω_г2) при R_г = R_н = = 50 Ом.

Составить электрические схемы ФНЧ и ФВЧ с использованием П- и Т-образных звеньев, указав значения номиналов реактивных элементов.

Таблица 4.1

№	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
fг1 (Мгц)	2	3	4	5	6	7	8	9	10	4	5	6
fг2 (Мгц)	1	1	1	1	1	1	1	1	1	2	2	2
№	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24
fг1 (Мгц)	7	8	9	10	6	7	8	9	10	8	9	10
fг2 (Мгц)	2	2	2	2	4	4	4	4	4	6	6	6

Контрольные вопросы

1. На какие виды делятся фильтры в зависимости от диапазона частот, пропускаемого фильтром?

2. Как выполняются реактивные фильтры?

3. Из звеньев каких типов можно составить фильтры?

4. Запишите уравнения четырехполюсника в А-форме.

5. Каков физический смысл А-параметров: А₁₁; А₁₂; А₂₁; А₂₂?

6. Каков физический смысл характеристического сопротивления?

7. Что определяет характеристическая постоянная передачи?

8. Как связаны коэффициенты передачи по току и напряжению симметричного ЧП с характеристической постоянной передачи?

9. Как находится значение граничной частоты пропускания k-фильтра?

10. Чем отличаются схемы реактивных фильтров нижних и верхних частот?

11. Нарисуйте электрическую схему трехзвенных фильтров П и Т типа.

12. Чем отличается коэффициент затухания a от постоянной ослабления А?

4.3. Программа работы

1. Исследовать амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики рассчитанных фильтров (ФНЧ и ФВЧ с П- и Т- образными звеньями). Измерить граничные частоты фильтров (f_г1 и f_г2) по уровню 0,707 и фазовые сдвиги на граничных частотах. Сравнить полученные величины f_г1 и f_г2 с заданными значениями. В качестве источника сигнала использовать генератор синусоидального напряжения Sine Source, установив внутреннее сопротивление генератора RS=50 Ом, а сопротивление нагрузки фильтра, подключенного к выводам 2-2’, принять равным R_н = 50 Ом.

2. Собрать полосовой фильтр, используя каскадное соединение однотипных (П- или Т-образных) ФНЧ и ФВЧ. Исследовать АЧХ и ФЧХ полосового фильтра, измерить верхнюю и нижнюю граничные частоты фильтра (f_н и f_в) и фазовые сдвиги на этих частотах.

3. Составить схему фильтра (ФНЧ и ФВЧ), используя каскадное соединение трех однотипных (П- или Т-образных) звеньев. Измерить граничные частоты фильтров и сравнить с заданными частотами.

4. По заданию преподавателя синтезировать фильтр (ФНЧ, ФВЧ или ПФ), используя возможности программы Micro-Cap [3]. При выборе в меню Design команды Passive Filters установить опцию Mode 1 и задать тип проектируемого фильтра: Low-Pass – ФНЧ; High-Pass – ФВЧ; Bandpass – ПФ. Выбрать модель фильтра: Butterworth – фильтры Баттерворта или Chebyshev – фильтры Чебышева. Установить параметры фильтра, заданные преподавателем. Для вывода на экран электрической схемы синтезируемого фильтра необходимо на закладке Options включить опцию Circuit. Получение и анализ амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик производятся в режиме AC.