Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Інші
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Інформаційна безпека
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2007
Тип роботи:
Методичні вказівки до лабораторної роботи
Предмет:
Методи та засоби захисту інформації
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
М і н і с т е р с т в о о с в і т и та н а у к и У к р а ї н и
Львівський державний інститут новітніх технологій
та управління ім.В.Чорновола
Мережні пасивні смугово-загороджувальні
та смугово-пропускальні фільтри
Методичні вказівки
до лабораторної роботи
з к у р с у
“Методи та засоби захисту інформації”
для студентів напряму підготовки 1601
“Інформаційна безпека”
Затверджено
на засіданні кафедри
,,Комп’ютерні системи і мережі’’
Протокол № 1 від 29.08 .2007р.
Львів 2007
“Мережні пасивні смугово-загороджувальні та смугово-пропускальні фільтри”. Методичні вказівки до лабораторної роботи з курсу ,,Методи та засоби захисту інформації’’ для студентів напряму підготовки 1601 “Інформаційна безпека” /Упорядник: З.А.Шандра. - Львів: ЛДІНТУ, 2007. – 10 с.
Мета роботи: Вивчення властивостей та методів розрахунку мережних завадопридушувальних смугово-загороджувальних та смугово-пропускальних фільтрів з заданими властивостями, моделювання роботи фільтрів в середовище програми Elektronics Workbench.
1.2. Завдання ЛР
1) Для смугово-загороджувального фільтра за заданною смугою придушення F1 – F2 і навантаженню R розрахувати параметри L і C T – подібної і П – подібної структур.
2) Зняти експериментальні амплітудно-частотні характеристики смугово-загороджувальних фільтрів з розрахованими параметрами і порівняти задану (розраховану) і експериментальну смуги придушення для обох структур фільтра.
3) Для смугово-пропускального фільтра за заданною смугою пропускання F1 – F2 і навантаженню R розрахувати параметри L і C T - подібної і П -подібної структур.
4) Зняти експериментальні амплітудно-частотні характеристики смугово-пропускальних фільтрів з розрахованими параметрами і порівняти задану (розраховану) і експериментальну смуги придушення для обох структур фільтра.
1.3. Засоби для виконання роботи
Для виконання ЛР використовують:
персональний комп’ютер під керуванням операційної системи Windows;
програма розрахунку електронних схем Electronics Workbench
2. Короткі теоретичні відомості про смугово-загороджувальні
та смугово-пропускальні фільтри
Одним із методів локалізації небезпечних сигналів, що циркулюють в технічних засобах і системах обробки інформації є фільтрація. В джерелах електромагнітних полів і наведень фільтрація здійснюється для запобігання розповсюдженню небажаних електромагнітних коливань за межі пристрою – джерела небезпечного сигналу.
В залежності від типів елементів, з яких складаються фільтри, вони можуть бути:
- реактивні, що складаються з елементів L і C;
- п’езоелектричні, що складаються з кварцевих пластин;
- безіндуктивні пасивні, що складаються з елементів R і C.
Можливим є також застосування активних RC - фільтрів на основі мікросхем (операційних підсилювачів). Це може бути доцільним у випадках, якщо пасивні LC - фільтри набувають великих розмірів при зниженні частоти зрізу до звукових частот, коли навіть при виборі конденсаторів відносно малої ємності (наприклад, 0,01 мкФ) дросель стає надто великого розміру і ваги. В активному фільтрі операційний підсилювач перетворює імпеданс RC - кола, що підключається до нього, в такий спосіб, що пристрій поводить себе як індуктивність.
Для розв’язання конкретних задач по забезпеченню надійності функціонування, сумісності, завадозахищенності апаратури та інших традиційних задач електромагнітної сумісності найчастіше використовуються смугові (смугово-пропускальні) і режекторні (смугово-загороджувальні) фільтри. Амплітудно-частотна характеристики таких фільтрів показані на рис.1.
Більшість високоякісних фільтрів реалізується на основі котушок індуктивності і конденсаторів. LC-фільтри можуть містити також і резистори. Зв’язок вхідного і вихідного кіл більшості фільтрів відповідно з джерелом сигналу і навантаженням здійснюється в такий спосіб, щоб величина їх реактивних або повних опорів дорівнювали нулю.
В більшості LC- фільтрів добуток повних опорів ємності і індуктивності при зміні частоти залишається приблизно постійним ( через обернено пропорційну зміну їх реактивних опорів при зміні частоти). Наприклад, якщо ємнісний реактивний опір знижується при збільшенні частоти, то індуктивний реактивний опір зростає на відповідну величину. Такий фільтр називається фільтром типу К.
При з’єднанні двох LC- кіл в певний спосіб можна створити схему смугово-загороджувального фільтра (рис.2,3). Гілка з послідовним з’єднанням L і C володіє мінімальним повним опором на центральній частоті потрібного діапазону. Її повний опір починає зростати по обидва боки від частоти резонансу. На центральній частоті ця гілка діє як шунт. Гілка з паралельним з’єднанням L і C на центральній частоті має максимальний опір, який зменшується по обидва боки резонансу. Ця гілка перешкоджає проходженню сигналів в діапазоні частот по обидва боки від центральної частоти.
Для розрахунку параметрів фільтрів обох структур скористатися наступними формулами:
Рис.2. Схема Т-подібного смугово-загороджувального фільтра
Рис.3. Схема П-подібного смугово-загороджувального фільтра
Смугово-пропускальні фільтри (рис.4,5) володіють подібними властивостями, тобто послідовні і паралельні резонансні кола мають різні частотні характеристики їх повних опорів. Паралельне LC-коло створює на резонансній частоті максимально великий опір, тоді як у послідовному колі він мінімальний. В послідовній гілці мінімальний повний опір зростає по обидва боки від частоти резонансу. Ця гілка діє як шунт на сигнали з частотами, що вищі і нижчі від центру заданої смуги. Внаслідок цього як послідовна, так і паралельна гілки забезпечують проходження сигналів в діапазоні частот, що лежать по обидва боки від заданої центральної частоти.
Для розрахунку параметрів фільтрів обох структур скористатися наступними формулами:
В обох випадках Fрезонанс–частота резонансу, кГц; L1–в мкГн, C1 – в мкФ.
Рис.4. Схема Т-подібного смугово-пропускального фільтра
Рис.5. Схема П-подібного смугово-пропускального фільтра
3. Порядок виконання завдання
Запустити моделюючу програму EWB 5. Набрати схему Т-подібного смугово-загороджувального фільтра за схемою рис.2.
Згідно заданого викладачем варіанту (табл..1) розрахувати параметри фільтра L і С.
Таблиця 1
Варіанти завдань для розрахунку смугово-загороджувального фільтра
Е=220, В
Номер варіанту
R=1 кОм
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
F1, кГц
5,0
5,5
6,0
6,5
7,0
7,5
8,0
8,5
9,0
9,5
10
F2, кГц
7,0
7,5
8,0
8,5
9,0
9,5
10,0
10,5
11,0
11,5
12
Відредагувати схему рис.2 згідно розрахованих параметрів.
Увімкнути схему, подвійним натисканням клавіши миші по зображенню вимірювача частотних характеристик розкрити його і в лінійному режимі зняти амплітудно-частотну характеристику.
Визначити смугу придушення фільтра (в тому місці, де значення амплітудно-частотної характеристики знижується до 0,707 (-3 дБ) від максимального значення. Порівняти величину придушення з розрахунковим значенням.
Набрати схему П-подібного смугово-загороджувального фільтра за схемою рис.3.
Відредагувати схему рис.3 згідно розрахованих параметрів.
Увімкнути схему, подвійним натисканням клавіши миші по зображенню вимірювача частотних характеристик розкрити його і в лінійному режимі зняти амплітудно-частотну характеристику.
Визначити смугу придушення фільтра. Порівняти величину смуги
придушення з розрахунковим значенням.
Набрати схему Т-подібного смугово-пропускального фільтра за схемою рис.4.
Згідно заданого викладачем варіанту (табл..2) розрахувати параметри фільтра L і C.
Таблиця 2
Варіанти завдань для розрахунку смугово-пропускального фільтра
Е=220 В
Номер варіанту
R=1 кОм
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
11
F1, кГц
5,0
5,5
6,0
6,5
7,0
7,5
8,0
8,5
9,0
9,5
10
F2, кГц
8,0
8,5
9,0
9,5
10,0
10,5
11,0
11,5
12,0
12,5
13
Відредагувати схему рис.4 згідно розрахованих параметрів.
Увімкнути схему, подвійним натисканням клавіши миші по зображенню вимірювача частотних характеристик розкрити його і в лінійному режимі зняти амплітудно-частотну характеристику.
Визначити смугу пропускання фільтра (в тому місці, де значення амплітудно-частотної характеристики знижується до 0,707 від максимального значення). Порівняти величину смуги пропускання з розрахунковим значенням.
Набрати схему П-подібного смугово-пропускального фільтра за схемою рис.5.
Відредагувати схему рис.5 згідно розрахованих параметрів.
Увімкнути схему, подвійним натисканням клавіши миші по зображенню вимірювача частотних характеристик розкрити його і в лінійному режимі зняти амплітудно-частотну характеристику.
Визначити смугу пропускання фільтра. Порівняти величину смуги пропускання з розрахунковим значенням.
Оформити звіт про виконану роботу. В звіті подати завдання, принципові схеми фільтрів, результати розрахунків, експериментальні амплітудно-частотні характеристики фільтрів і відобразити отримані результати вимірювань. Зробити висновки і відповісти на контрольні запитання.
4. Контрольні запитання
Наведіть визначення смуги пропускання і смуги придушення смугово-пропускальних і смугово-загороджувальних фільтрів.
Які властивості смугово-пропускальних і смугово-загороджувальних фільтрів забезпечують смугу пропускання або смугу придушення?
Як визначаються смуги пропускання і придушення смугових фільтрів?
Навчальне видання
Мережні пасивні смугово-загороджувальні
та смугово-пропускальні фільтри
Методичні вказівки
до лабораторної роботи з курсу
“Методи та засоби захисту інформації” для студентів
напряму підготовки 1601 “Інформаційна безпека”
Укладач Шандра Зеновій Антонович
Редактор
Тиражування здійснене на кафедрі КСМ.
Відповідальний
23.05.2013 20:05-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора