Набор лабораторных работ №3 / эцмст7

Государственный комитет РФ по высшему образованию.

Санкт-Петербургский государственный электротехнический

университет им. В.И. Ульянова (Ленина).

Факультет электроники.

Отчет по лабораторной работе N7 .

«Активные фильтры на основе операционного усилителя».

Проверил: Холуянов К.К.

Выполнил: Луц А.Ю.

Группа 2211

Санкт-Петербург

2005 г.

Цель работы: получить АЧХ и ФЧХ ФНЧ, включающего ОУ (с частотно-зависимой и частотно-независимой обратной связью) и исследовать влияние на эти характеристики изменения коэффициента ООС.

1. Исходные данные:

Даны схемы ФНЧ на основе ОУ, одна из которых содержит частотно-независимую обратную cвязь другая содержит частотно-зависимую обратную связь.

К_ООС = 2, Cf = 10 нФ, Rf = 10 кОм.

2. Порядок выполнения работы (план эксперимента).

• Получение АЧХ фильтров.

• Получение ФЧХ фильтров.

• Исследование влияния К_оос фильтра на АЧХ и ФЧХ.

• Исследование влияния емкости конденсатора на АЧХ и ФЧХ.

• Построение характеристик ослабления в Дб представлении.

3. Моделирование частотных характеристик.

• Построим график АЧХ и ФЧХ для ФНЧ с частотно-зависимой (v(out1)) и частотно-независимой (v(out2)) обратной связью при различных коэффициентах обратной связи. Значения К_оос – 1,5900; 2,0000; 2,2346.

• Исследуем влияние К_оос фильтра на АЧХ и ФЧХ. Используем процедуру STEPPING(from 1.2 to 3 step 0.45). ФНЧ с частотно-зависимой (v(out1)) и частотно-независимой (v(out2)) обратной связью.

• Исследование влияния емкости конденсатора на АЧХ и ФЧХ.

Используем процедуру STEPPING(list 1n 10n 100n 1000n). ФНЧ с частотно-зависимой (v(out1)) и частотно-независимой (v(out2)) обратной связью.

• Построение характеристик ослабления в Дб представлении.

ФНЧ с частотно-зависимой (v(out1)) и частотно-независимой (v(out2)) обратной связью.

• Анализ результатов и выводы.

При увеличении К_оос:

- частота среза для фильтра с ЧЗС увеличивается, а у фильтра с ЧНЗС уменьшается.

- крутизна спада АЧХ для фильтра с ЧЗС возрастает, что свидетельствует об увеличении порядка фильтра. Для фильтра с ЧНЗС крутизна спада АЧХ остаётся практически неизменной.

- Неравномерность фильтров более высоких порядков возрастает (ЧЗС).

- Изменение фазы в области частоты среза становится резче (ЧЗС).

Графики со значениями К_оос – 1,5900; 2,0000; 2,2346 – представляют собой фильтры соответственно 2 , 3 и 4 порядков (на графиках снизу вверх).При этом нижние графики соответствуют фильтру Баттерворта. АЧХ средних графиков можно отнести к фильтрам Чебышева.

Для фильтра с фильтра с ЧЗС можно наблюдать изменение ЧХ фильтров при устремлении К_ООС к критическому значению (равному 3), при котором фильтр функционирует как идеальное колебательное звено. При этом на АЧХ образуется пик, а изменение фазы носит скачкообразный характер.

Зависимость частоты среза от номиналов конденсаторов. ЧХ фильтра с ЧНЗС остаются неподвижными, а для ЧХ фильтра с ЧЗС имеет место сдвиг частоты среза.

По графику характеристик ослабления в Дб представлении хорошо видно какое сильное ослабление дают фильтры на малом диапазоне изменения частоты.