Активные фильтры на операционных усилителях

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Наименование факультета - Электрофизический факультет

Наименование направления - Приборостроение

Отчет по лабораторной работе

«Активные фильтры на операционных усилителях»

Выполнил: М.В. Головин

Проверил: преподаватель И. А. Плотников

Томск-2009

1. Цель работы

Цель лабораторной работы - изучение схемотехники активных фильтров и влияния динамических параметров операционных усилителей на их частотные характеристики.

. Применяемое оборудование

При выполнении данной лабораторной работы используется следующее оборудование:

·Лабораторная установка состоит из: фильтра нижних частот второго порядка (ФНЧ2) и модуля фазовращателя (ФВ).

·Комплект соединительных кабелей.

·Генератор сигналов Г3-112.

·Частотомер электронно-счетный Ч3-54.

·Осциллограф универсальный С1-64.

·Цифровой мультиметр М-65.

. Электрические схемы исследуемых модулей - активных фильтров

Рисунок 1. Электрическая схема фильтра нижних частот 2-го порядка

Рисунок 2. Электрическая схема модуля фазовращателя

. Структурная схема лабораторной установки

Рисунок 3. Структурная схема лабораторной установки

фильтр динамический усилитель электрический

5. Основные параметры используемых ОУ

ФНЧ2 (140УД6)[тыс.]=70; Iq=4мА; Uos=10мВ; Iв=30нА; Vs=±15В; Vсм=±7В; Vout=±12В; Rin=1МОм.

ФВ (140УД8Б)[тыс.]=50; SR=10 В/мкс; f1=1МГц; Iq=5мА; Uos=100мВ; Iв=0.2нА; Vs=±15В; Vсм=±10В; Vout=±10В; Cl=250пФ.

. Результаты экспериментальных и теоретических исследований

№f,ГцT,cw,рад\сUa,BUв,ВК?t,c?,град1100,162,84,14,61,1219510,02722140,07142857187,924,14,61,1219510,00945,363280,035714286175,844,54,61,0222220,00440,324480,020833333301,444,524,61,0176990,00234,565900,011111111565,24,564,581,0043860,000929,1664500,00222222228264,64,580,9956520,000464,879800,0010204086154,44,63,10,6739130,000270,56814700,0006802729231,64,62,920,6347830,0002105,84923400,0004273514695,24,720,4255320,0002168,481041000,000243902257484,731,20,25370,00015221,41188000,000113636552644,740,840,1772150,0001316,81298000,000102041615444,680,60,1282050,00003105,8413128000,0000781803844,680,280,0598290,000022101,37614243200,0000411152729,64,60,040,0086960,000012105,062415315000,00003171978204,60,0180,0039130,00000779,3816567900,0000176356641,24,640,0070,0015090,000005102,22217942300,0000106591764,44,60,0040,000870,000025848,07181987000,000005012478364,60,0040,000870,00001715,32193361230,00000302110852,444,620,0030,0006490,0000091089,039206807800,00000154275298,44,520,0030,0006640,00000451102,864217854100,00000134932374,84,50,0030,0006670,0000035989,6166

Рисунок 4. АЧХ фильтра низких частот второго порядка.

Рисунок 5. ФЧХ фильтра низких частот второго порядка.

Таблица 2. Частотные характеристики фазовращателя.

№f,ГцT,cw,рад\сUa,BUв,ВК?t,c?,град1100,10000062,83,824,41,1518320,868182542150,06578995,4564,14,41,0731710,93181838,3043240,042373148,2084,34,41,0232560,97727330,58564280,035714175,844,24,41,0476190,95454525,25750,0133334714,54,40,9777781,02272721,661080,009259678,244,54,40,9777781,02272719,051271700,0058821067,64,54,61,0222220,97826127,5483220,0031062022,164,54,61,0222220,97826146,368911000,00090969084,724,60,9745761,02608791,081015020,0006669432,564,724,60,9745761,02608786,51521132880,00030420648,644,724,60,9745761,026087106,53121279000,000127496124,724,60,9745761,026087170,6413168000,0000601055044,724,60,9745761,026087187,48814327000,0000312053564,724,60,9745761,026087258,98415790000,0000134961204,724,630,9809321,019438176,328161356000,0000078515684,724,630,9809321,019438209,9088172320000,00000414569604,64,631,0065220,993521233,856185920000,00000237177604,64,631,0065220,993521340,9921910200000,00000164056004,64,20,9130431,095238330,482021000000,00000048131880004,64,20,9130431,095238529,22169800000,00000014438344004,543,20,7048461,41875954,864

Рисунок 6. АЧХ модуля фазовращателя.

Рисунок 7. ФЧХ модуля фазовращателя.

Вывод

В данной лабораторной работе были изучены схемы построения активных фильтров первого, второго порядка на операционных усилителях. Экспериментальным путем получены амплитудно-частотные и фазо-частотные характеристики фильтров. Выяснили, что с увеличением частоты амплитуда выходного напряжения у ФВ меняется незначительно, а у ФНЧ2 изменяется значительно с 4. 6В до 0.003В. Отклонение экспериментальных характеристик от теоретических связанно с погрешностью в измерениях,

Больше работ по теме: