 |
Фильтры нижних частот с частотами среза 1кГц и З кГц.
|
|
|
|
Фильтры также широко распространены в телекоммуникационном оборудовании. Они пропускают или подавляют сигналы в зависимости от их частот. Другими словами, фильтры предназначены для пропускания сигналов с определенными частотами со входа на выход практически без изменения, в то же время подавляя сигналы с другими частотами.
В состав Emona FOTEx входят два фильтра нижних частот (ФНЧ), которые пропускают сигналы с относительно низкими частотами и задерживают высокочастотные гармоники. Порог, выше которого начинается подавление сигнала, называется частотой среза (cut-off frequency), и определяется конструкцией фильтра. У одного из ФНЧ-модулей Emona FOTEx частота среза равна 1кГц, а у другого - 3 кГц. Далее вы сможете сравнить эффективность этих фильтров.
7.4.1. Разберите собранную схему.
7.4.2. Запустите ВП Function Generator (Генератор функций) NI ELVIS II.
7.4.3. Настройте генератор функций, чтобы он выдавал на выходе сигнал со следующими характеристиками:
■ Waveshape: Sine (Форма сигнала: синусоидальный)
■ Frequency: 500 Hz (Частота: 500 Гц)
■ Amplitude: 4V (Амплитуда: 4В)
■ DC Offset: 0V (Смещение постоянной составляющей: 0В)
■ Modulation Type: None (Тип модуляции: нет)
7.4.4. Соберите схему, показанную на рисунке 7.
Примечание: вставьте черный штекер кабеля осциллографа в гнездо заземления (GND).
7.4.5. Используйте осциллограф для проверки правильности задания параметров сигнала.
Примечание: Скорее всего, вам потребуется настроить осциллограф. Если вы не знаете, как это делается, просто следуйте процедуре см лаб. раб. № 1.
7.4.6. Измените собранную схему в соответствии с рисунком 8.
Совет: используйте кабель с разъемами BNC - "банан" и бусинкой красного цвета для подключения к входу TRIG осциллографа.
|
|
|
Выполненные подключения могут быть представлены блок-схемой, изображенной на рисунке 9. Как видите, выход генератора функций подключен ко входу обоих фильтров. В канале 0 осциллографа будет отображаться выходной сигнал фильтра с частотой среза 1 кГц, в канале 1 -фильтра с частотой среза 3 кГц. Поскольку сигналы, в конечном счете, станут маленькими, осциллограф не сможет их использовать для надежного запуска. Поэтому выход SYNC (синхронизация) генератора функций используется для запуска осциллографа и получения устойчивых осциллограмм.
7.4.7.Убедитесь, что элемент управления генератора функций Signal Route (подключение сигналов) (расположен рядом в нижнем правом углу лицевой панели VI) установлен в положение Prototyping Board (Макетная плата).
Внимание! При использовании внешнего входа запуска осциллографа (TRIG) одновременно с генератором функций, появляется возможность аппаратного конфликта. Это происходит из-за того, что разъем входа TRIG является также и выходом для генератора функций, когда элемент управления Signal Route (подключение сигналов) установлен в положение FGEN BNC. Во избежание аппаратных конфликтов всегда устанавливайте элемент Signal Route в положение Prototyping Board (Макетная плата).
7.4.8. Установите Trigger Type (тип запуска) осциллографа в положение digital (цифровой).
Function Generator - генератор функций, SYNC to TRIG - синхронизация на вход запуска, 3 kHz LPF - ФНЧ с частотой среза 3 кГц. 1 kHz LPF - ФНЧ с частотой среза 1 кГц, Output to СН 1 - выход к каналу 1, Output to СН 0 - выход к каналу 0
Попросите преподавателя проверить результаты вашей работы, прежде чем продолжить эксперимент!
7.4.9. Измерьте выходное напряжение обоих фильтров. Запишите результаты в таблицу 4.
7.4.10. Рассчитайте коэффициент передачи обоих фильтров (в децибелах).
Попросите преподавателя проверить результаты вашей работы, прежде чем продолжить эксперимент!
|
|
|
7.4.11. Установите частоту генератора функций равной 1 кГц и повторите действия по п.п. 42-43.
7.4.12. Повторите действия со всеми частотами, указанными в таблице 4.
Примечание: Для каждой частоты настройте должным образом осциллограф, чтобы осциллограмма была не слишком мала для измерения.
Таблица 4
| Частота генератора, кГц | Входное напряжение, В | ФНЧ с частотой среза 1 кГц | ФНЧ с частотой среза 3 кГц | ||
| Выходное напряжение, В | Коэффициент усиления, дБ | Выходное напряжение, В | Коэффициент усиления, дБ | ||
| 500 Гц | 4В (пиковое) | ||||
| 1 кГц | |||||
| 2 кГц | |||||
| 3 кГц | |||||
| 4 кГц | |||||
| 5кГц |
Попросите преподавателя проверить результаты вашей работы, прежде чем продолжить эксперимент!
8. Контрольные вопросы.
8.1. Вычислите коэффициент усиления модуля Amplifier (Усилитель) (для установленных настроек).
8.2. Вычислите коэффициент усиления модуля Amplifier (Усилитель) в децибелах.
8.3. В чём разница между усилением и ослаблением?
8.4. В чём разница между усилением и ослаблением, выраженными в децибелах?
8.5. Как вы думаете, что напоминал бы выходной сигнал, если бы коэффициент усиления усилителя был достаточно большим?
8.6. Что происходит с выходным сигналом фильтров, когда частота сигнала на входе становится выше частоты среза?
Лабораторная работа № 6
|
|
|
