Пассивные фильтры нижних и верхних частот с макетированием — КиберПедия 

История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...

Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...

Пассивные фильтры нижних и верхних частот с макетированием

2017-09-10 322
Пассивные фильтры нижних и верхних частот с макетированием 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

Пассивные фильтры нижних и верхних частот с макетированием

В пакете Electronics Workbench

 

Санкт-Петербург


УДК________________________

 

Составители: проф. Сидорин Ю.С.

 

Рассмотрены пассивные фильтры охранных извещателей, принципы их работы, методы виртуального моделирования с применением программы Electronics Workbench.

Данная работа является уточненным и упрощенным вариантом лаб.11-1.Для более глубокого ознакомления с теоретической частью Вы можете использовать лабораторную работу № 11-1 и электронный вариант лекций [2].

Работа предназначена для студентов специальности 090104- "Комплексная защита объектов информатизации", а также для студентов других электрорадиотехнических специальностей.

Автор работы выражает благодарность инженеру Кожевниковой М.Н. за набор и коррекцию текста.

 


 

Цель работы

Изучение простейших пассивных ФНЧ и ФВЧ, применяемых в охранных извещателях. Научиться рассчитывать их характеристики и моделировать в пакете Electronics Workbench.

ПРОГРАММА РАБОТЫ

 

1. Изучить принцип работы пассивных фильтров

1.1. Изучить принципы работы пассивного ФНЧ.

1.2. Изучить принципы работы пассивного ФВЧ.

1.3. Оценить достоинства и недостатки пассивных ФНЧ и ФВЧ.

2. Рассчитать основные параметры и элементы ФНЧ.

2.1. Рассчитать параметры схемы в частотной области (сигнал синусоидальный Um=1В):

а) рассчитать емкость конденсатора ФНЧ в случае отсутствия нагрузки при R1=100кОм, fср=1кГц (рис.20.1),

б) рассчитать емкость конденсатора ФНЧ при наличии нагрузки Rн=100кОм (рис.20.9).

Сделать вывод, как влияет нагрузка на выходной сигнал; вернуть схему в исходное состояние.

2.2. Провести анализ ФНЧ во временной области, определить постоянную времени фильтра.

2.3. Определить выходное напряжение фильтра (постоянное и переменное) при подаче входных сигналов прямоугольной формы

a) скважности входного сигнала равной 2 на частотах 0,1fср,fср,10fсри значением Ur+=1В,

б) при входном сигнале сложной формы на частоте fср(рис.20.10).

3. Определить основные параметры и элементы ФВЧ аналогично анализу ФНЧ.

4. Провести экспериментальный анализ ФНЧ в пакете Workbench:

4.1. Определить fср, Umвых, АЧХ и ФЧХ фильтра при подаче синусоидального сигнала.

4.2. Определить постоянную времени фильтра.

4.3. Определить выходное напряжение ФНЧ при подаче прямоугольных сигналов на частотах 0,1fср; fср; 10fср.

5. Провести аналогичный анализ ФВЧ в пакете Workbench.

6. Сравнить расчетные и экспериментальные данные.

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

 

Принцип работы пассивных фильтров

 

Для анализа реакции RC-фильтра на входные сигналы различной формы можно использовать общую теорию RC цепей, но это сложно в получении конкретных результатов.

При наличии входных синусоидальных сигналов лучше использовать амплитудно-частотные характеристики сигнала АЧХ;

при наличии редких прямоугольных сигналов лучше использовать временные характеристики сигналов;

при наличии сигналов прямоугольной формы лучше использовать время импульсное представление сигналов.

Фильтр нижних частот (ФНЧ) является схемой, которая без изменений передаёт сигналы нижних частот, а на высоких частотах обеспечивает затухание сигналов и запаздывание их по фазе относительно входных сигналов.

Фильтр верхних частот (ФВЧ) – это схема, которая передаёт без изменений сигналы высоких частот, а на низких частотах обеспечивает затухание сигналов и опережение их по фазе относительно входных сигналов.

 

Принцип работы пассивного ФНЧ

Принцип работы пассивного ФВЧ

Достоинства и недостатки пассивных ФНЧ и ФВЧ

 

Достоинства: простота и низкая стоимость.

Недостатки:

· Отсутствие усиления сигнала;

· Зависимость значения выходного сигнала от нагрузки;

· Зависимость частоты среза от нагрузки;

· Малая скорость изменения АЧХ.

 

Расчёт основных параметров и элементы ФНЧ

 

Расчет основных параметров в частотной области

 

Расчет схемы ФНЧ при подаче входных сигналов прямоугольной формы

 

Расчет основных параметров и элементов ФВЧ

 

Расчет параметров производится аналогично методическим указаниям п.2 с небольшими изменениями, вызванными особенностями рассматриваемого фильтра.

 

Экспериментальный анализ ФНЧ

Экспериментальный анализ ФВЧ

 

Экспериментальный анализ ФВЧ проводится студентами самостоятельно аналогично п.4.

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

 

1. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство/Пер. с нем. М.: Мир, 1982.

2. Ю.С. Сидорин. Курс лекций: «Технические средства охраны». 2008.

3. В.И. Карлащук, Электронная лаборатория на IBM PC. Программа Electronics Workbench и ее применение. “Солон-Р”, М. 2000. Часть 1, Главы 1-4. Стр.7-100. Часть II. Глава 10.5 Фильтрующие элементы. Стр.281-283.

 

Пассивные фильтры нижних и верхних частот с макетированием


Поделиться с друзьями:

Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...

Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...

Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...

Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.015 с.