După efectuarea acestui experiment, veți putea calcula frecvența de întrerupere a frecvențelor RC-filtru de joasă și înaltă, precum și de a cunoaște influența schimbării de frecvență a tensiunii de ieșire.
un condensator de disc 0,01 uF, o rezistență de 15 kOhm.
Filtrul este un circuit sensibil la frecvență, a cărui amplitudine de ieșire variază în funcție de frecvența de intrare.
Un filtru trece-jos este un filtru care trece frecvențele sub o anumită frecvență de întrerupere (fco), dar suprimă acele frecvențe care sunt mai mari decât frecvența de decuplare. Un filtru de trecere superioară este un filtru care transmite frecvențe mai mari decât anumite frecvențe de întrerupere, dar suprimă
acele frecvențe care sunt mai mici decât frecvența de întrerupere. Figura 23-1 prezintă caracteristicile de ieșire ale filtrului trece-jos și ale filtrului superior.
Filtrele cu frecvență joasă și înaltă pot fi implementate în diverse moduri. Cel mai simplu filtru este un rezistor și un condensator conectat între ele, așa cum se arată în figura 23-2.
Caracteristica cheie a unui filtru trece-jos sau a unui filtru trece-sus este frecvența de întrerupere (fco). După cum se poate vedea pe baza modelului 23-1, frecvența de întrerupere - este o astfel de frecvență în cazul în care tensiunea de ieșire filtru scade la 70,7% din tensiunea maximă de ieșire posibilă. În filtrul trece-jos, tensiunea de ieșire rămâne relativ constantă pe măsură ce crește frecvența de intrare. Odată cu apropierea frecvenței de cutoff, tensiunea de ieșire începe să scadă. La atingerea frecvenței de decuplare, tensiunea de ieșire este redusă la 70,7% din valoarea maximă posibilă. Tensiunea de ieșire continuă să scadă pe măsură ce crește frecvența.
În filtrul de înaltă trecere, tensiunea de ieșire are o valoare maximă atunci când frecvența de intrare cu o marjă depășește frecvența de decuplare. Când frecvența de intrare scade treptat, tensiunea de ieșire scade în timp ce se apropie de frecvența de întrerupere. Când se atinge frecvența de decuplare, tensiunea de ieșire este redusă la 70,7% rpm din valoarea maximă posibilă. Tensiunea de ieșire continuă să scadă, pe măsură ce frecvența de intrare scade în continuare.
În filtrul trece-jos, semnalele cu frecvență
sub FCO sunt trecute fără atenuare sau doar cu o ușoară slăbire; semnalele cu o frecvență mai mare decât fco sunt atenuate rapid. În filtrul de înaltă trecere, semnalele cu o frecvență mai mică decât fco sunt suprimate în mod semnificativ, în timp ce semnalele cu frecvență
deasupra fco, sunt sărite cu o minimă contracarare. Consultați din nou Figura 23-1.
Frecvența de cutoff a unui filtru simplu rezistiv-capacitiv, similar cu cea prezentată în Figura 23-2, se calculează folosind următoarea formulă:
Exemplu: Dacă R = 3,3 kΩ și C = 0,15 μF, frecvența de cutoff este:
fco = 1 / 6,28 (3300) (0,15 x 10-6)
În acest experiment vă veți familiariza cu acțiunea filtrelor rezistiv-capacitive ale frecvențelor superioare și inferioare. Deoarece în momentul în care nu dispuneți de mijloacele de măsurare precisă a frecvenței, se poate obține numai o idee generală despre funcționarea filtrului. Cu toate acestea, puteți arăta în mod clar că aceste filtre ratați anumite frecvențe cu atenuare minimă, în timp ce alte frecvențe le suprimă foarte mult.
1. Calculați frecvența de întrerupere a filtrului low-pass prezentat în Figura 23-3.
2. Asamblați circuitul prezentat în Figura 23-3,
folosind macheta. Conectați un filtru rezistiv-capacitiv la intrarea generatorului de funcții.
3. Setați controlerul de frecvență al generatorului de funcții la 10 Hz. După aceasta, rotiți comutatorul de amplitudine pentru a aplica o tensiune de 4 volți la circuit.
4. Apoi, măsurați tensiunea de ieșire a filtrului pe condensator. Notați valoarea.
Tensiunea de ieșire a filtrului = ___ V
5. Conectați osciloscopul la condensatorul de filtrare. Când observați tensiunea de ieșire, rotiți butonul controlerului de frecvență pentru a crește frecvența la 1000 Hz. Tensiunea de iesire creste sau scade?
6. Pe baza valorii de intrare din pasul 3, calculați valoarea tensiunii de ieșire la frecvența de întrerupere.
Tensiune la frecvență
cutoffs = ________
7. Setați un generator de funcții folosind semnalul sinusoidal la circuitul de la fiecare dintre frecvențele enumerate în tabelul de mai jos Set leagăn tensiune la intrarea circuitului de a fi 4 V. Sub Frecvență
Verificați tensiunea de intrare din nou pentru a vă asigura că încă mai are o durată de 4 V. Se măsoară tensiunea de ieșire a filtrului la fiecare frecvență, și înregistrează rezultatele în tabelul de mai jos.
8. Pe baza datelor dvs., compuneți curba frecvenței de răspuns pe hârtia semilogaritmică.
9. Acum asamblați circuitul de filtrare a treptei de viteză prezentat în figura 23-4.
10. Determinați frecvența de întrerupere a filtrului de înaltă trecere din figura 23-4.
11. Reglați frecvența generatorului de funcții cu 10 Hz și mărimea tensiunii de tensiune cu 4 V.
12. Respectați tensiunea de ieșire a filtrului cu o rezistență de 1 kΩ. Urmărind tensiunea de ieșire pe ecranul osciloscopului, măriți frecvența la ieșirea generatorului de funcții până la 10kHz. - Vedeți cum se schimbă tensiunea de ieșire cu frecvență în creștere. Explicați aceste modificări.
13. Cum se modifică tensiunea de ieșire cu frecvență în creștere?
14. Se serveste cu ajutorul unui generator de semnal sinusoidal funcții în diagrama fiecăruia dintre frecvențele enumerate în tabelul de mai jos. Leagăn de tensiune la circuitul de intrare egală cu 5 V. În procesul de schimbare a frecvenței după cum este necesar pentru a menține magnitudinea de amplitudine de intrare a circuitului 5 V. Măsurați tensiunea de ieșire pe rezistorul filtrului pentru fiecare frecvență, și înregistrează rezultatele într-un tabel.
15.Postroyte pe baza datelor de masă caracteristică Frecvența programării pe hârtie milimetrică semilog, așa cum ați făcut-o în cazul unui filtru trece-jos.
1. Filtrul low-pass rezistiv-capacitiv are o frecvență de întrerupere de 23222 Hz. Un semnal cu o frecvență de 5,5 kHz cu aceasta:
a) este trecut prin filtru,
b) este suprimată de un filtru.
2. Filtrul de înaltă frecvență rezistiv-capacitiv are o frecvență de întrerupere de 15 kHz. Ce semnal este omis? a) 6,7 kHz,
3. Semnalul de la intrarea filtrului lowpass are un interval de 5 V. Apoi, tensiunea de ieșire la frecvența de rezonanță va fi egală cu:
4. Filtrul trece-jos are componente cu R = 4,7 kΩ și C = 0,1 μF. Frecvența de cutoff a acestui filtru este:
5. În interiorul multimetrului există un circuit intern care determină ca multimetrul să acționeze ca:
a) filtru trece-jos, 6> filtru trece-sus.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: