Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
ДОСЛІДЖЕННЯ ЧАСТОТНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ФІЛЬТРІВ
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
РТ
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2010
Тип роботи:
Методичні вказівки до лабораторної роботи
Предмет:
Поля і хвилі в системах ТЗІ
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
№3018 від 27.04.2010
ДОСЛІДЖЕННЯ ЧАСТОТНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ФІЛЬТРІВ
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до лабораторної роботи № 4
з курсу “Поля і хвилі в системах ТЗІ”
для студентів базового напрямку
6.170102 «Системи технічного захисту інформації»
Затверджено
на засіданні кафедри
“Захист інформації” протокол №14 від 18.02.2010 р.
Львів – 2010
Дослідження частотних характеристик фільтрів: Методичні вказівки до лабораторної роботи №4 з курсу “Поля і хвилі в системах ТЗІ” для студентів базового напрямку 6.170102 «Системи технічного захисту інформації» / Укл. Ю.М. Костів, В.М. Іванюк, Л.М. Ракобовчук. - Львів: НУЛП, 2010. - 7 с.
Укладачі: Костів Ю.М., асистент
Іванюк В.М., асистент
Ракобовчук Л.М., канд. техн. наук, доц.
Відповідальний за випуск: Дудикевич В.Б., проф., д.т.н, зав.каф. Захисту інформації
Рецензент:
Максимович В.М., доктор техн. наук, проф.
Мета роботи - дослідження частотних характеристик фільтрів, що забезпечують послаблення небажаних сигналів в різних ділянках частотного діапазону.
1. Теоретична частина.
Фільтр – це пристрій для виділення бажаних компонент спектру електричного сигналу та/або придушення небажаних.
В даний час існує велика кількість різних типів фільтрів, що забезпечують послаблення небажаних сигналів в різних ділянках частотного діапазону. Це фільтри нижніх і верхніх частот, смугові і загороджуючі фільтри і так далі Основне призначення фільтрів - пропускати без значного послаблення сигнали з частотами, які знаходяться в робочій смузі частот, і пригнічувати (послаблюваяти) сигнали з частотами, що знаходяться за межами цієї смуги.
На рис. 1 показані амплітудно-частотні характеристики, що відповідають загальноприйнятим основним різновидам фільтрів.
Рис. 1. Амплітудно-частотні характеристики основних різновидів фільтрів: а – резонансний (смуговий); б – нижніх частот; в – верхніх частот; г – загороджуючий.
Частоти коливань, що пропускаються фільтром, утворюють смугу пропускання (прозорості). Частоти коливань, що не пропускаються фільтром, утворюють смугу непрозорості.
Частота на границі цих смуг має назву частота зрізу fзр.
На практиці частотою зрізу називають частоту, при якій вихідна напруга фільтра зменшиться до 0,7 значення вхідної напруги U0 (рис.1).
Фільтр високих частот пропускає частоти сигналу вище за частоту зрізу, пригнічуючи низькі частоти. На відміну від нього, фільтр нижніх частот (ФНЧ) пропускає частотний спектр сигналу нижчий за частоту зрізу, що зменшує (пригнічує) частоти сигналу вище за цю частоту. Міра пригнічення кожної частоти залежить від виду фільтру.
Для звукових хвиль твердий бар'єр грає роль фільтру нижніх частот - наприклад, в музиці, що грає в іншій кімнаті, легко помітні баси, а високі частоти фільтруються. Так само вухом сприймається музика, що грає в закритій машині.
Електронні фільтри нижніх частот використовуються для пригнічення пульсацій напруги на виході випрямлячів змінного струму, для розділення частотних смуг в акустичних системах, в системах передачі даних для придушення високочастотних перешкод і обмеження спектру сигналу. Радіопередавачі використовують низькочастотні фільтри для блокування гармонійних випромінювань, які можуть взаємодіяти з низькочастотним корисним сигналом і створювати перешкоди іншим радіоелектронним засобам.
При обробці зображень низькочастотні фільтри використовуються для очищення картинки від шуму і створення спецефектів, а також при стискуванні зображень.
Фільтри нижніх частот використовуються для виключення просочування інформаційних сигналів в колі електроживлення.
Кількісно величина послаблення (фільтрації) небажаних (у тому числі і небезпечних) сигналів захисним фільтром оцінюється відповідно до виразу:
, дБ, (1)
де U1 (P1) - напруга (потужність) небезпечного сигналу на вході фільтру;
U2 (P2) - напруга (потужність) небезпечного сигналу на виході фільтру при включеному навантаженні (1 мкВ).
Основні вимоги, що пред'являються до захисних фільтрів, полягають в наступному:
- величини робочої напруги і струму фільтру повинні відповідати напрузі і струму фільтрованого кола;
- величина послаблення небажаних сигналів в діапазоні робочих частот має бути не меншою за потрібну;
- послаблення корисного сигналу в смузі прозорості фільтру має бути незначним;
- габарити і маса фільтрів мають бути мінімальними;
- фільтри повинні забезпечувати функціонування за певних умов експлуатації (температура, вологість, тиск) і механічних навантажень (удари, вібрація і так далі);
- конструкції фільтрів повинні відповідати вимогам техніки безпеки.
До фільтрів кіл живлення разом із загальними пред'являються наступні додаткові вимоги:
- загасання, що вноситься такими фільтрами в колі постійного або змінного струму основної частоти, має бути мінімальним (наприклад, 0,2 дБ і менше) і мати велике значення (більше 60 дБ) в смузі пригнічення, яка залежно від конкретних умов може бути достатнє широкою (до 10 ГГц);
- мережеві фільтри повинні ефективно працювати при сильних струмах, що проходять, високих напругах і високих рівнях потужності електромагнітних коливань, які проходять і затримуються;
- обмеження, що накладаються на допустимі рівні нелінійних спотворень форми напруги живлення при максимальному навантаженні, мають бути досить жорсткими (наприклад, рівні гармонійних складових напруги живлення з частотами вище 10 кГц мають бути на 80 дБ нижче за рівень основної гармоніки).
2. ЗАВДАННЯ ДЛЯ ВИКОНАННЯ.
2.1. Зібрати схему установки відповідно рис. 2.
Рис. 4. Схема установки.
2.2. Подати синусоїдальний сигнал з виходу генератора на LC-фільтр.
2.3. Визначити періоди і амплітуди коливань контуру за допомогою осцилографа починаючи від 50 Гц і до майже повного зникнення сигналу.
2.4. Дані представити у вигляді таблиць і розрахунків.
2.5. За виразом Томсона визначити індуктивність контуру (С = 2 мкФ).
Т = 2π (2)
(L - в генрі, С - в фарадах, Т - в секундах).
Наприклад, при L=0,5 Гн і С = 0,5 мкФ період буде
Т = 2π с.
f = 1/T = 322 Гц.
2.6. Намалювати АЧХ фільтру.
2.7. Визначити частоту зрізу фільтру.
2.8. Визначити до якого виду відноситься даний фільтр.
3. ПРЕДСТАВЛЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ У ЗВІТІ
Представити результати виконання лабораторної роботи і у вигляді таблиць, залежностей і розрахунків.
Надати короткі висновки.
Список літератури
Шутов В. И., Сухов В. Г., Подлесный Д. В. Эксперимент в физике. Физический практикум. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. - 184с.
2. Крауфорд Ф. Волны. - М.: Наука, 1976. - 528 с.
Навчальне видання
Дослідження частотних характеристик фільтрів
Методичні вказівки до лабораторної роботи №4 з курсу “Поля і хвилі в системах ТЗІ” для студентів базового напрямку 6.170102 «Системи технічного захисту інформації»
Укладачі: Костів Юрій Михайлович
Іванюк Віталій Миколайович
Ракобовчук Лариса Маратівна
29.05.2013 23:05-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора