Дослiдження активних фiльтрiв

Міністерство освіти і науки України Вінницький національний технічний університет Факультет менеджменту та інформаційної безпеки

Кафедра захисту інформації

ЗВІТ

З ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ №5

" ДОСЛІДЖЕННЯ АКТИВНИХ ФІЛЬТРІВ "

Розробив студент гр. 1КІТС-20б

Адаменко І.О.

Лабораторну роботу захищено

з оцінкою          

Перевірив:

ас. каф. ЗІ          

         2022р.

Вінниця 2022р.

Мета роботи: вивчення принципу роботи і дослідження основних характеристик активних фільтрів.

Хід роботи

1. В лабораторній роботі дослідження активних фільтрів розрахуємо частоту зрізу:

ФНЧ: fЗР = 1 (кГц) ФВЧ: fЗР = 100 (кГц) РФ та СФ: fР = 1 (кГц) D = (0,5…2) (кГц)

1. Розрахуємо та складемо схему ФНЧ з нахилом характеристики – 20 дБ/декаду. Частоту зрізу визначимо за формулою. Визначимо експериментальне fЗР та порівняємо з розрахованим значенням. Проаналізуємо АЧХ.

Побудуємо неінтертувальну схему ФНЧ (Рис.1). Для побудови розрахуємо властивості компонентів. R1 довільно візьмемо 30кОм.

C =        1[pic 1]

2∗3,14∗30000∗1000

= 2,41266*10−10[pic 2]

Рисунок 1 – Схема ФНЧ з нахилом характеристики -20дБ/декаду Після цього побудуємо графік АЧХ схеми (Рис.2). На ньому видно, що

фільтр        працює        правильно,        оскільки        при        збільшенні        частоти        перестає пропускати сигнал.

[pic 3]

Рисунок 2 – АЧХ ФНЧ з нахилом характеристик -20 дБ/декаду Частотою зрізу вважається частота, при якій нахил характеристики

дорівнює -3 дБ/декаду. З графіка видно, що такою частотою приблизно є 1кГц. Це значення дуже близьке до нашого розрахункового значення. Похибка сталась через те, що характеристики конденсатора були задані з округленням, а фільтри першого порядку дуже чуттєві.

1. Розрахуємо та складемо схему ФВЧ з нахилом характеристики - 20 дБ/декаду. Частоту зрізу визначили за формулою. Визначимо експериментальне fЗР та порівняємо з розрахованим значенням. Проаналізуємо АЧХ.

Побудуємо        неінвертувальну        схему        ФВЧ        (Рис.3).        Для        побудови розрахуємо властивості компонентів. С довільно візьмемо 3nF.

R =        1[pic 4]

2∗3,14∗10−9∗100000

= 1592.35669 Ом[pic 5]

Рисунок 3 – Схема ФВЧ з нахилом характеристики -20 дБ/декаду

Побудуємо графік АЧХ схеми (Рис.4). На ньому видно, що фільтр працює правильно, оскільки при збільшенні частоти перестає пропускати сигнал.[pic 6]

Рисунок 4 – АЧХ ФВЧ з нахилом характеристики -20 дБ/декаду

З графіка видно, що такою частотою зрізу приблизно є 114кГц. Це значення близьке до нашого розрахункового значення. Похибка сталась через те, що характеристики конденсатора були задані з округленням, а фільтри першого порядку дуже чуттєві.

5) Розрахуємо та складемо схему ФНЧ з нахилом характеристики -40 дБ/декаду. Частоту зрізу визначимо за формулою. Визначимо експериментальне fЗР та порівняємо з розрахованим значенням. Проаналізуємо АЧХ.

Побудуємо ФНЧ Саллі-Кі (Рис.5). Для побудови розрахуємо властивості компонентів. Візьмемо С = С1 = С2 = 1nF

R = R1

= R2

=        1

2∗3,14∗10−8∗1000[pic 7]

= 15915.49431 Ом

[pic 8]

Рисунок 5 – ФНЧ Саллі-Кі

Побудуємо графік АЧХ схеми (Рис.6). На ньому видно, що фільтр працює правильно, оскільки при збільшенні частоти перестає пропускати сигнал.[pic 9]

Рисунок 6 – АЧХ ФНЧ Саллі-Кі з нахилом характеристики -40 дБ/декаду

З графіка видно, що частотою зрізу є рівно 1,17кОм. Це значення майже співпало  з розрахунковим, що означає, що фільтри другого порядку складніші, проте значно ефективніші.