Semnale Circuite Si Sisteme - Filtre

7/29/2019 Semnale Circuite Si Sisteme - Filtre

1/12

Lucrarea 2

FILTRE REALIZATE CU COMPONENTE DISCRETE (FILTRE DE TIP K-CT I DERIVATE m)

Noiuni teoretice

Circuitele pasive care determin o modificare a tensiunii la bornele de ieire n funcfrecvena semnului aplicat la intrare, poart numele de FILTRE.

Filtrele electrice sunt circuite care se comport selectiv n domeniul frecvenei. Filtrul ideal este un diport care introduce o atenuare nul ntr-un interval de frecven

band de trecere i o atenuare infinit n intervalul de frecven numit band de blocare orpire). Frecvenele care separ banda de trecere de cea de blocare se numesc frecvene de tie1

i 2

).Filtrele pot fi clasificare dup modul n care sunt dispuse benzile de trecere i de oprire a) F.T.J (filtru trece jos) la creterea frecvenei peste o anumit valoare, numit frecven

tiere, amplitudinea semnalului scade. b) F.T.S. (filtru trece sus) la scderea frecvenei sub o anumit valoare, numit frecven

tiere , amplitudinea semnalului crete.c) F.O.B. (filtru oprete banda) las s treac toate frecvenele cuprinse ntre cele d

frecvene de tiere ale filtrului f c1 (sau f t1) i f c2 (sau f t2).d) F.T.B. (filtru trece banda) las s treac toate frecvenele maimici dect frecvena de ti

filtrului f c1 (sau f t1) i maimari dect frecvena de tiere a filtrului f c2 (sau f t2). Acest tip de filtruare dou frecvene de tiere:

- f c1 (sau f t1);- f c2 (sau f t2).

Se definete funcia de transfer pentru un filtru ideal:

( ) 0)()(

j

in

ies e A jU jU

j H

==

( ) .ct A j H ==

( ) 0 = - faz liniar

( )( )

ct j H U

U a

in

ies ===

1

lnln

( ) a - atenuarea sistemului ideal ce este independent de frecven

( ) 0 =b - defazarea sistemului (filtrului) ideal, este o funcie liniar de frecven.

n continuare sunt prezentate simbolurile filtrelor :


2/12

Parametrii caracteristici ai filtrelor:- frecvena de tiere a filtrului (frecvena critic) este frecvena la care atenuarea filtruscade cu 3dB.- Banda de frecven a filtrului B se definete ntre dou frecvene f MAX i f MIN i determinlungimea benzii de lucru a filtrului. Banda de frecven include cele dou frecvene crc1(frecvena joas) i f c2 (frecvena nalt) pentru F.T.B i F.O.B.- Factorul de calitate O se definete ca raportul ntre frecvena de rezonan f 0 i banda defrecven B a F.T.B i F.O.B.

B f

Q 0=

- Impedana filtrului: - impedana de intrare a filtrului Zin;- impedana de ieire a filtrului Zies.


3/12

Filtre de tip K constant sunt de structur simpl, realizate cu bobin i condensator (filtre Se vor avea n vedere urmtorii parametrii:

( ) LC Z LC C L

Z in2

02 11 == - impedana de intrare

LC Z

LC C L

Z 2020 1

1

1

1

=

= - impedana de ieire

LC j LC a i +=21ln - atenuare imagine

LC

10 ( )c =

0=ia nu apare atenuare

c >

( )1ln2

=

LC a i

LC f cc

2

12

== - frecvena critic (tiere)

Filtru LC de tip k ct.


4/12

Variatia partilor reale si imaginare a impedentei filtrului si a atenuarii imagine

Sunt prezentate n continuare filtre particulare de tip trece-jos, trece-sus, de tip K-ct n , T sau .


5/12

Filtre trece josa) sectiuneb) sectiune T

c) sectine .

Filtre trece susa) sectiune b) sectiune Tc) sectine .


6/12

Filtru trece bandaa) sectiune T

b) sectine

Filtru opreste bandaa) sectiune T

b) sectine

Filtre drivate m Filtre de tip K-ct prezint dou inconveniente:

- impedana variaz cu frecvena- atenuarea n afara benzii nu este suficient pentru diferite aplicaii.


7/12

Filtrele cu structur m derivate se obin din filtre de tip K-ct, astfel obinndu-se:a) minimizarea impedanei b) atenuarea n afara benzii, mic.

Pentru circuitul considerat:

( ) 12121

1 1 C L LC

L Z

i +=

C L

Z =0

212 12

1

2

1

2

1

===

ba C LC L f

S-a definit frecvena f pentru un filtru derivat m , T.J.


8/12


9/12

Variatia atenuarii pentru un filtru derivat m

Sunt prezentate in continuare structuri de filtre derivate m

Fitre derivate ma) sectiune b) sectine T

Modul de lucru

Aparate necesare: - generator de semnal- osciloscop- surs de alimentare

1. Realiazi structura de filtru de mai jos:

2. Identificai structura filtrului3. Conectai un generator de semnal la intrarea filtrului cu amplitudinea semnalului defrecvena 100 kHz.

4. Conectai osciloscopul la ieirea filtrului i msurai amplitudinea semnaluli obinut, valorile n tabelul de mai jos. Cretei frecvena semnalului pornind de la 400 kHz cu pakHz, pn cnd amplitudinea semnalului de ieire rmne constant.

f [kHz] V0 V0/Vref 20logV0/Vref 100


10/12

400450.....

800900

5. Realizai filtrul de tip derivat m ca in figura :

6. Conectai un generator (cu Zie.gen = 50 ) la intrarea filtrului; un generator de semnal amplitudinea semnalului de 2 V i frecvena de 100kHz.

7. Conectai osciloscopul la ieirea filtrului i msurai amplitudinea semnalului.8. Pornii msurtorile de la 400 kHz i cresteti frecvena generatorului cu pas de 10kHz,

momentul n care amplitudinea semnalului de ieire nu mai variaz, notnd valorile ob

tabelul de mai jos.f [kHz] V0 V0/Vref 20logV0/Vref

100400450.....800

900

9. Identificai structura de filtru trece sus din figura:


11/12

10. Conectai un generator de semnal la intrarea filtrului cu amplitudinea semnalului defrecvena 1000kHz.

11. Conectai osciloscopul la ieirea filtrului i msurai amplitudinea semnaluli obinut, valorile n tabelul de mai jos. Scadeti frecvena semnalului pornind de la 600 kHz cu pa

kHz, pn cnd amplitudinea semnalului de ieire rmne constant.f [kHz] V0 V0/Vref 20logV0/Vref 1000600590.....200

10012. Aceleasi cerinte ca mai sus pentru F.T.B, F.O.B

R gen = 500


12/12

f [kHz] V0 V0/Vref 350360....

......? Vref 1.........

690700

f [kHz] V0 V0/Vref 350360......................

6907001000 Vref 1

Documents

Semnale Circuite Si Sisteme - Filtre