Исследование LC цепей
1. Собрать в Micro-Cap схему Т-образного заграждающего фильтра (рисунок 1) со следующими номиналами элементов: L1, L2 = 140 мкГн; L3, L4 = 560 мкГн; С1, С2 = 1000 пФ; С3, С4 = 250 пФ; R1 = 50 Ом; R2 = 240 Ом; R3 = 1 кОм
Рисунок 1 - Заграждающие фильтры: а) Т-образная схема б) П-образная схема
Задавшись тремя значениями сопротивления нагрузки для собранной схемы, провести анализ схем, сняв их амплитудно-частотные характеристики. Для этого на вход исследуемых цепей необходимо подать сигнал постоянной амплитуды с выхода генератора.
2. Повторить п.1 для П-образной схемы заграждающего фильтра.
3. Определить по характеристикам граничные частоты фильтров (полосы заграждения).
Рисунок 2 - Т-образная схема заграждающего фильтра с нагрузкой R1 = 50 Ом
Рисунок 3 - Задание для снятия амплитудно-частотной характеристики
Рисунок 4 - Амплитудно-частотная характеристика Т-образного заграждающего фильтра с нагрузкой R1 = 50 Ом
По рисунку 3 определим полосу заграждения заграждающего фильтра с нагрузкой R1 = 50 Ом. Полоса заграждения составляет 340-550 кГц.
Рисунок 5 - Т-образная схема заграждающего фильтра с нагрузкой R2 = 240 Ом
Рисунок 6 - Задание для снятия амплитудно-частотной характеристики
Рисунок 7 - Амплитудно-частотная характеристика Т-образного заграждающего фильтра с нагрузкой R2 = 240 Ом
По рисунку 7 определим полосу заграждения заграждающего фильтра с нагрузкой R2 = 240 Ом. Полоса заграждения составляет 330-550 кГц.
Рисунок 8 - Т-образная схема заграждающего фильтра с нагрузкой R3 = 1 кОм
Задание для снятия амплитудно-частотной характеристики представлено на рисунке 6.
Рисунок 9 - Амплитудно-частотная характеристика Т-образного заграждающего фильтра с нагрузкой R3 = 1 кОм
По рисунку 9 определим полосу заграждения заграждающего фильтра с нагрузкой R2 = 1 кОм. Полоса заграждения составляет 310-580 кГц.
Рисунок 10 - П-образная схема заграждающего фильтра с нагрузкой R1 = 50 Ом
Задание для снятия амплитудно-частотной характеристики представлено на рисунке 3.
Рисунок 11 - Амплитудно-частотная характеристика П-образного заграждающего фильтра с нагрузкой R1 = 50 Ом
По рисунку 11 определим граничную частоту заграждающего фильтра с нагрузкой R1 = 50 Ом. Полоса задерживания составляет 15 кГц -15 МГц.
Рисунок 12 - П-образная схема заграждающего фильтра с нагрузкой R2 = 240 Ом
Задание для снятия амплитудно-частотной характеристики представлено на рисунке 6.
Рисунок 13 - Амплитудно-частотная характеристика П-образного заграждающего фильтра с нагрузкой R2 = 240 Ом
По рисунку 13 определим граничную частоту заграждающего фильтра с нагрузкой R2 = 240 Ом. Полоса задерживания составляет 90 кГц - 2 МГц.
Рисунок 14 - П-образная схема заграждающего фильтра с нагрузкой R3 = 1 кОм
Задание для снятия амплитудно-частотной характеристики представлено на рисунке 6.
Рисунок 15 - Амплитудно-частотная характеристика П-образного заграждающего фильтра с нагрузкой R3 = 1 кОм
По рисунку 15 определим граничную частоту заграждающего фильтра с нагрузкой R3 = 1 кОм. Полоса задерживания составляет 270 кГц - 700 кГц.
4. Собрать в Micro-Cap схему Т-образного полосового фильтра (рисунок 16).
Рисунок 16 - Полосовые фильтры: а) Т-образная схема, б) П-образная схема
Задавшись тремя значениями сопротивления нагрузки для собранной схемы, провести анализ схем, сняв их амплитудно-частотные характеристики. Для этого на вход исследуемых цепей необходимо подать сигнал постоянной амплитуды с выхода генератора.
5. Повторить п.4 для П-образной схемы заграждающего фильтра.
6. Определить по графикам граничные частоты фильтров (полосы пропускания).
Рисунок 17 - Т-образная схема полосового фильтра с нагрузкой R1 = 50 Ом
Задание для снятия амплитудно-частотной характеристики представлено на рисунке 6.
Рисунок 18 - Амплитудно-частотная характеристика Т-образного полосового фильтра с нагрузкой R1 = 50 Ом
По рисунку 18 определим полосу пропускания полосового фильтра с нагрузкой R1 = 50 Ом. Полоса пропускания составляет 180 кГц - 1 МГц.
Рисунок 19 - Т-образная схема полосового фильтра с нагрузкой R2 = 240 Ом
Задание для снятия амплитудно-частотной характеристики представлено на рисунке 6.
Рисунок 20 - Амплитудно-частотная характеристика Т-образного полосового фильтра с нагрузкой R2 = 240 Ом
По рисунку 20 определим полосу пропускания полосового фильтра с нагрузкой R2 = 240 Ом. Полоса пропускания составляет 180 кГц - 1 МГц.
Рисунок 21 - Т-образная схема полосового фильтра с нагрузкой R3 = 1 кОм
Задание для снятия амплитудно-частотной характеристики представлено на рисунке 6.
Рисунок 22 - Амплитудно-частотная характеристика Т-образного полосового фильтра с нагрузкой R3 = 1 кОм
По рисунку 22 определим полосу пропускания полосового фильтра с нагрузкой R3 = 1 кОм. Полоса пропускания составляет 210 кГц - 860 кГц.
Рисунок 23 - П-образная схема полосового фильтра с нагрузкой R1 = 50 Ом
Задание для снятия амплитудно-частотной характеристики представлено на рисунке 6.
Рисунок 24 - Амплитудно-частотная характеристика П-образного полосового фильтра с нагрузкой R1 = 50 Ом
По рисунку 24 определим граничную частоту полосового фильтра с нагрузкой R1 = 50 Ом. Полоса пропускания составляет 340 кГц - 540 кГц.
Рисунок 25 - П-образная схема заграждающего фильтра с нагрузкой R2 = 240 Ом
Задание для снятия амплитудно-частотной характеристики представлено на рисунке 6.
Рисунок 26 - Амплитудно-частотная характеристика П-образного полосового фильтра с нагрузкой R2 = 240 Ом
По рисунку 26 определим граничную частоту полосового фильтра с нагрузкой R2 = 240 Ом. Полоса пропускания составляет 240 кГц - 800 кГц.
Рисунок 27 - П-образная схема заграждающего фильтра с нагрузкой R3 = 1 кОм
Задание для снятия амплитудно-частотной характеристики представлено на рисунке 6.
Рисунок 28 - Амплитудно-частотная характеристика П-образного полосового фильтра с нагрузкой R3 = 1 кОм
По рисунку 28 определим граничную частоту полосового фильтра с нагрузкой R3 = 1 кОм. Полоса пропускания составляет 250 кГц - 700 кГц.
Выводы
амплитудный частотный фильтр заграждающий
В данной лабораторной работе были сняты амплитудно-частотные характеристики Т- и П-образных схем заграждающих и полосовых фильтров при разной величине нагрузки. Заграждающие фильтры не пропускают определенные частоты, но пропускают остальные. Полосовые фильтры пропускают определенные частоты, но не пропускают остальные. По снятым характеристикам видно, что у Т- и П-образных схем отличается форма амплитудно-частотных характеристик. Также форма и ширина полосы пропускания или заграждения зависит от сопротивления нагрузки. Полоса заграждения уменьшается при увеличении нагрузки, а полоса пропускания увеличивается.