Отчет по лабораторной работе Нелинейные электрические устройства

Отчет по лабораторной работе №2
«Фильтры низких частот первого и второго порядка»
Выполнили:
Проверил:
Задание на лабораторную работу:
В пакете прикладных программ моделирования электронных схем
Multisim смоделировать фильтры низких частот первого и второго порядка.
При заданных частоте среза (fср = 1 кГц), сопротивлении нагрузки (Rн = 10
кОм) и уровне сигнала, изменяя параметры фильтров, найти максимальный
коэффициент пропускания.
Ход работы:
ФНЧ первого порядка
XBP1
IN
XFG1
OUT
0
1
R1
2
159Ω
C1
1µF
0
0
R2
10kΩ
0
Рисунок 1 – Принципиальная схема ФНЧ первого порядка
Рассчитаем коэффициент пропускания ФНЧ на частоте среза. Зададим
значение емкости С1 = 1 мкФ. Тогда:
1
1
𝑅1 =
=
= 159 Ом
2𝜋𝑓ср 𝐶1 2𝜋 ∙ 1000 ∙ 10−6
1
1
=
= 0,7076 =
|𝐾п ср | =
−6
2
2
(2𝜋
)
√1 +
∙ 1000 ∙ 159 ∙ 10
√1 + (2𝜋𝑓ср 𝑅1 𝐶1 )
= −3 дБ
Зададим С1 = 1 мкФ. Тогда:
1
1
𝑅1 =
=
= 15,9 Ом
2𝜋𝑓ср 𝐶1 2𝜋 ∙ 1000 ∙ 1 ∙ 10−6
Рисунок 2 – Коэффициент пропускания ФНЧ на частоте ниже и равной
частоте среза
Кп = - 0,004 дБ, Кп ср = - 3,009 дБ.
Можно сделать вывод, что фильтр пропускает сигналы с частотой ниже
частоты среза и подавляет сигналы с частотой выше частоты среза.
ФНЧ второго порядка
Для ФНЧ второго порядка с коэффициентами b = 1, зададим частоту
среза fср= 1 кГц и емкость С2 = 0,1 мкФ.
Тогда:
1
=𝑏
𝜔с2 𝑅1 𝑅2 𝐶1 𝐶2
𝐶2
= 0,4
𝐶1
𝐶2 0,1 ∙ 10−6
𝐶1 =
=
= 2,5 ∙ 10−7
0,4
0,4
1
1
=
= 636 Ом
2𝜋𝑓ср 𝐶1 2𝜋 ∙ 1000 ∙ 2,5 ∙ 10−7
1
1
𝑅2 =
=
= 1591 Ом
2𝜋𝑓ср 𝐶2 2𝜋 ∙ 1000 ∙ 0,1 ∙ 10−6
𝑅1 =
По показаниям АЧХ: Кп = -0,02 дБ, Кп ср = -4,893 дБ.
Рисунок 3 – Принципиальная схема ФНЧ второго порядка
Рисунок 4 – Коэффициент пропускания ФНЧ на частоте ниже и равной
частоте среза
Кп = -1,746 дБ, Кп ср = - 4,99 дБ.
Можно сделать вывод, что фильтр пропускает сигналы с частотой ниже
частоты среза и подавляет сигналы с частотой выше частоты среза.
Вывод:
В ходе данной лабораторной работы в пакете Multisim были
смоделированы фильтры низких частот первого и второго порядка.
При заданных частоте среза (fср = 1 кГц), сопротивлении нагрузки (Rн =
10 кОм) был спроектирован фильтр первого и второго порядка.