Passiva filter. Laboration i Elektronik E151. Tillämpad fysik och elektronik UMEÅ UNIVERSITET Ulf Holmgren. Ej godkänd. Godkänd

Relevanta dokument
DEL-LINJÄRA DIAGRAM I

VÄXELSTRÖM SPÄNNINGSDELNING

VÄXELSTRÖM SPÄNNINGSDELNING

Elektronik 2018 EITA35

Laboration - Va xelstro mskretsar

Umeå universitet Tillämpad fysik och elektronik Ville Jalkanen mfl Laboration Tema OP. Analog elektronik för Elkraft 7.

AKTIVA FILTER. Laboration E42 ELEKTRO. UMEÅ UNIVERSITET Tillämpad fysik och elektronik Sverker Johansson Rev 1.0.

Laboration 1: Aktiva Filter ( tid: ca 4 tim)

TENTAMEN Elektronik för elkraft HT

TENTAMEN Elektronik för elkraft

Laboration ( ELEKTRO

Laborationsrapport. Kurs Elektroteknik grundkurs ET1002. Lab nr 5. Laborationens namn Växelström. Kommentarer. Namn. Utförd den. Godkänd den.

Elektronik grundkurs Laboration 5 Växelström

DIGITALA FILTER. Tillämpad Fysik Och Elektronik 1. Frekvensfunktioner FREKVENSSVAR FÖR ETT TIDSDISKRET SYSTEM. x(n)= Asin(Ωn)

TSKS06 Linjära system för kommunikation Lab2 : Aktivt filter

Ellära. Laboration 4 Mätning och simulering. Växelströmsnät.

IDE-sektionen. Laboration 5 Växelströmsmätningar

Filter. Mätteknik. Ville Jalkanen, TFE, UmU. 1

Frekvensplanet och Bode-diagram. Frekvensanalys

Elektro och Informationsteknik LTH Laboration 4 Tidsplan, frekvensplan och impedanser

Tentamen i ESS 010 Signaler och System E3 V-sektionen, 16 augusti 2005, kl

Tentamen i Elektronik fk 5hp

Tentamen i Elektronik för E, ESS010, 12 april 2010

DIGITALA FILTER DIGITALA FILTER. Tillämpad Fysik Och Elektronik 1

Ellära 2, Tema 3. Ville Jalkanen Tillämpad fysik och elektronik, UmU. 1

DT1130 Spektrala transformer Tentamen

Laborationsrapport. Kurs Elinstallation, begränsad behörighet. Lab nr 2. Laborationens namn Växelströmskretsar. Kommentarer. Utförd den.

Resttentamen i Signaler och System Måndagen den 11.januari 2010, kl 14-19

5 OP-förstärkare och filter

Mät kondensatorns reaktans

Tentamen i Elektronik, ESS010, del1 4,5hp den 19 oktober 2007 klockan 8:00 13:00 För de som är inskrivna hösten 2007, E07

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 1 den 18 oktober, 2010, kl

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 2 den 17 dec 2007 klockan 8:00 13:00 för inskrivna på elektroteknik Ht 2007.

TIDSDISKRETA SYSTEM SYSTEMEGENSKAPER. Minne Kausalitet Tidsinvarians. Linjäritet Inverterbarhet Stabilitet. System. Tillämpad Fysik och Elektronik 1

Tentamen i Elektronik för E, 8 januari 2010

Laborationsrapport. Kurs El- och styrteknik för tekniker ET1015. Lab nr. Laborationens namn Lik- och växelström. Kommentarer. Utförd den.

Hambley avsnitt

RÄKNEEXEMPEL FÖRELÄSNINGAR Signaler&System del 2

Elektricitetslära och magnetism - 1FY808. Lab 3 och Lab 4

Hambley avsnitt

Innehåll. Innehåll. sida i

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 1 den 21 oktober 2008 klockan 8:00 13:00

Spolens reaktans och resonanskretsar

Kompletterande material till föreläsning 5 TSDT08 Signaler och System I. Erik G. Larsson LiU/ISY/Kommunikationssystem

Tentamen i Elektronik för F, 2 juni 2005

Cédric Cano Uppsala Mätsystem F4Sys. Pulsmätare med IR-sensor

Ellära och Elektronik Moment Filter och OP Föreläsning 8

STÖRNINGAR. Laboration E15 ELEKTRO. UMEÅ UNIVERSITET Tillämpad fysik och elektronik Sverker Johansson Johan Pålsson Rev 1.0.

Föreläsning 4, Ht 2. Aktiva filter 1. Hambley avsnitt 14.10, 4.1

Elektroteknikens grunder Laboration 3. OP-förstärkare

Tentamen i Elektronik, ESS010, den 15 december 2005 klockan 8:00 13:00

Signal- och bildbehandling TSBB03

Laplace, Fourier och resten varför alla dessa transformer?

2 Ortogonala signaler. Fourierserier. Enkla filter.


ECS Elektronik, dator och programvarusystem Kista, Forum, hiss C, plan 8

TNMK054 - LJUDTEKNIK 1 FILTER OCH VCF

Elektronik grundkurs Laboration 6: Logikkretsar

INTRODUKTION TILL OrCAD

Tillämpning av komplext kommunikationssystem i MATLAB

Laboration ACT Växelström och transienta förlopp.

Förstärkning Large Signal Voltage Gain A VOL här uttryckt som 8.0 V/μV. Lägg märke till att förstärkningen är beroende av belastningsresistans.

Laboration, analoga applikationer

Periodiska signaler, frekvens, filter, överföringsfunktion

Laboration i tidsdiskreta system

Förstärkarens högfrekvensegenskaper. Återkoppling och stabilitet. Återkoppling och förstärkning/bandbredd. Operationsförstärkare.

Laboration ACT Växelström och transienta förlopp.

Lab Tema 2 Ingenjörens verktyg

IF1330 Ellära KK1 LAB1 KK2 LAB2 KK4 LAB4. tentamen

Tentamen ssy080 Transformer, Signaler och System, D3

TSTE20 Elektronik Lab5 : Enkla förstärkarsteg

Övningar med Digitala Filter med exempel på konstruktion och analys i MatLab

Laplace, Fourier och resten varför alla dessa transformer?

Institutionen för Fysik

Instruktioner för laboration 2, Elektromagnetism och elektriska nät 1TE025 Elektriska system 1TE014

Formelsamling finns sist i tentamensformuläret. Ämnesområde Hörselvetenskap A Kurs Akustik och ljudmiljö, 7,5hp Kurskod: HÖ1004 Tentamenstillfälle 1

Operationsfo rsta rkarens parametrar

Signal- och bildbehandling TSBB03

Elektricitetslära och magnetism - 1FY808

Institutionen för tillämpad fysik och elektronik Umeå universitet. Agneta Bränberg TRANSISTORTEKNIK. Laboration.

Laboration 2 Instrumentförstärkare och töjningsgivare

Andra ordningens kretsar

DT1130 Spektrala transformer Tentamen

System, Modeller och Metoder

CHALMERS LINDHOLMEN Sida 1

Elektroakustik. Laboration B2, lyssningstest :27:00. Svante Granqvist

Laborationsrapport för laboration 2 i ESS010 Elektronik. Olle Ollesson 29 september 2012 Handledare: Sven Svensson

Introduktion Digitala filter. Filter. Staffan Grundberg. 12 maj 2016

Elektroteknikens grunder Laboration 1

IF1330 Ellära KK1 LAB1 KK2 LAB2 KK4 LAB4. tentamen

GRUNDKURS I SIGNALBEHANDLING (454300), 5sp Tentamen

Tentamen i Krets- och mätteknik, fk, ETEF15. Exempeltentamen

Lab 4. Några slides att repetera inför Lab 4. William Sandqvist

DT1130 Spektrala transformer Tentamen

Digital signalbehandling Laboration 2 Digital filtrering

IE1206 Inbyggd Elektronik

Tentamen i Elektronik, ESS010, och Elektronik för D, ETI190 den 10 jan 2006 klockan 14:00 19:00

Laborationshandledning

FÖRELÄSNING 13: Analoga o p. 1 Digitala filter. Kausalitet. Stabilitet. Ex) på användning av analoga p. 2 filter = tidskontinuerliga filter

Laboration 1: Styrning av lysdioder med en spänning

Transkript:

Tillämpad fysik och elektronik UMEÅ UNIVESITET Ulf Holmgren LABOATION Analog elektronik 961219 Passiva filter Laboration i Elektronik E151 Namn Namn Ej godkänd Datum Datum Godkänd Datum

PASSIVA FILTE - 1 Uppgift 1. Lågpassfilter av gradtal 1. Vi skall studera följande krets: Uin Spole L, r + Uin = 1V sinusformad - L r = spolens induktans = spolens serieresistans lämplig spole anvisas av labhandledaren = 1kΩ A. Överföringsfunktionen uttryckt med egenfrekvens och passbandsförstärkning Härled överföringsfunktionen på formen 1 H( jω) = H0 jω 1+ ωo H 0 = överföringsfunktionens värde vid likspänning (passbandsförstärkning) f 0 = ω 0 /2π = egenfrekvens Bestäm H 0 uttryckt i komponentvariablerna, L och r Bestäm f 0 (f 0 =2πω 0 ) uttryckt i komponentvariablerna, L och r B. Överföringsfunktionen uttryckt med skalfaktor, poler och nollställen Härled överföringsfunktionen på formen 1 Hs () = bm ( s p ) 1 b m = överföringsfunktionens skalfaktor p 1 = polens läge Bestäm skalfaktorn uttryckt i komponentvariablerna, L och r Bestäm polen uttryckt i komponentvariablerna, L och r. Mätdata Koppla upp kretsen - mät upp och Uin samt beräkna överföringsfunktionens belopp för ett antal frekvenser i intervallet 10 Hz - 10 khz (förslagsvis 10, 20, 50, 100,..., 10000) ita upp överföringsfunktionens belopp (db) som funktion av frekvensen (log. skala) Bestäm ur mätdata spolens induktans och resistans Bestäm ur mätdata passbandsförstärkningen och gränsfrekvensen ita ett pol-nollställediagram D. Slutsatser Stämmer passbandsförstärkning och gränsfrekvens med de teoretiska uttrycken

PASSIVA FILTE - 2 Uppgift 2. Högpassfilter av gradtal 1. Vi skall studera följande krets: Uin L,r Uin = 1V sinusformad L = spolens induktans r = spolens serieresistans = 1kΩ A. Överföringsfunktionen uttryckt med egenfrekvens och passbandsförstärkning Härled överföringsfunktionen på en form liknande jω ω H( jω) = H o 0 j ω 1+ ω o under förutsättning att spolen resistans r kan försummas H 0 = överföringsfunktionens värde vid hög frekvens (passbandsförstärkning) Bestäm passbandsförstärkning och brytfrekvens (egenfrekvens) Hur förändras uttrycket för överföringsfunktionen om r inte kan försummas - hur påverkas filteregenskaperna. Testa gärna i simulatorn.bestäm passbandsförstärkning och de två brytfrekvenserna (f1 och f2) B Överföringsfunktionen uttryckt med skalfaktor, poler och nollställen Härled överföringsfunktionen på formen ( s n1) Hs () = bm ( s p ) 1 b m = överföringsfunktionens skalfaktor n 1 = nollställe nummer 1 Bestäm filtrets skalfaktor, samt poler och nollställen ita ett pol-nollställediagram för det fallet att spolens resistans kan försummas ita ett pol-nollställediagram för det fallet att spolens resistans inte kan försummas. Mätdata Koppla upp kretsen - mät upp och Uin samt beräkna överföringsfunktionens belopp för ett antal frekvenser i intervallet 10 Hz - 10 khz (förslagsvis 10, 20, 50, 100, 200,..., 10000) ita upp den uppmätta överföringsfunktionens belopp uttryckt i db som funktion av frekvensen (logaritmisk skala)

PASSIVA FILTE - 3 Uppgift 3. Lågpass-, Bandpass- och Högpassfilter av gradtal 2 I denna uppgift skall vi studera följande tre kretsar kallade krets A, krets B och krets. Komponentvärdena är samma i alla tre fallen: Spolens resistans kan antas vara liten jämfört med och kan därför försummas Krets A Krets B L, r - + + - L, r Uin = 1V sinusformad L = spolens induktans r = spolens serieresistans 0 = 10 nf = 8.2kΩ Krets - + L, r A. Överföringsfunktionen uttryckt med skalfaktor, poler och nollställen ita pol-nollställediagram för de tre fallen, ange särskilt var polerna och nollställena ligger (med siffror). Beräkna också skalfaktorn B. Mätdata Koppla upp kretsarna - mät upp och Uin samt beräkna överföringsfunktionens belopp för ett antal frekvenser i intervallet 1 khz - 10 khz (förslagsvis 1000, 2000, 3000,..., 10000) ita upp den uppmätta överföringsfunktionens belopp uttryckt i db som funktion av frekvensen (logaritmisk skala)

PASSIVA FILTE - 4 Uppgift 4. Bessel-, Butterworth- och hebyshev-i-filter av grad 2 I denna uppgift skall vi studera passiva lågpassfilter av andra graden. Tre dimensioneringsexempel skall studeras: (spolen resistans antas vara liten) Krets D = Butterworth gränsfrekvens 1 khz Krets E = Tjebysjeff klass I 2 db rippel, gränsfrekvens 1 khz Krets F = Bessel gränsfrekvens 1 khz I samtliga tre fall används samma spole som vi använt tidigare samt följande kopplingsschema: L, r + - Uin = 1V sinusformad L = spolens induktans r = spolens serieresistans = beräknas = beräknas A. Filterdata tag reda på poler och nollställen för de filter som du skall bygga. I litteratur som beskriver filterdimensionering finns i regel tabeller som ger poler och nollställen för olika filtertyper. Du kan också beräkna lägena för poler och nollställen med MATLAB. Om du inte har kört MATLAB tidigare bör du gå igenom lab E351 - introduktion till MATLAB. ita pol-nollställediagram för de tre fallen, ange särskilt var polerna och nollställena ligger (med siffror) Bestäm egenfrekvenser, Q-värden och dämpfaktorer för de tre fallen Dimensionera och för de tre fallen. Du gör klokt i att simulera innan du börjar dina mätningar. B. Mätdata Koppla upp kretsarna - mät upp och Uin samt beräkna överföringsfunktionens belopp för ett antal frekvenser i intervallet 100 Hz - 10 khz (förslagsvis 100, 200, 500, 1000, 2000,..., 10000) ita upp den uppmätta överföringsfunktionens belopp uttryckt i db som funktion av frekvensen (logaritmisk skala). Stegsvar Mata kretsarna med en fyrkantvåg med amplitud 1V och periodtid 5 ms - skissa utsignalen i de tre fallen. D. Slutsatser Veriiera att du verkligen har lyckats göra det filter som du villa ha! Beskriv med egna ord (ej Q-värde, dämpning, polplacering) vad du kommit fram till angådende kretsarnas beteende genom dina experiment!

PASSIVA FILTE - 5 EDOVISNING LAB PASSIVA FILTE UPPGIFT 1 A OH B H 0 = f 0 = b m = p 1 = frekvens belopp ggr belopp db 10 Spolens induktans 20 Spolens resistans 50 Passbandsförstärkn. 100 Gränsfrekvens 200 500 1000 2000 5000 10000 D Jag har funnit att teori och mätdata... = teoriuppgift bör göras hemma innan labben = teoriuppgift kan inte göras helt, men bör tänkas igenom hemma innan labben

PASSIVA FILTE - 6 UPPGIFT 2 A och B Om r försummas jämfört med Ho fo bm p1 n1 Om r inte kan försummas jämfört med Ho f 1 f 2 bm p1 n1 pol-nollställediagram om r kan försummas pol nollställediagram om r inte kan försummas X=pol O=nollställe X=pol O=nollställe frekvens (Hz) 10 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10000 belopp ggr belopp db

PASSIVA FILTE - 7

PASSIVA FILTE - 8 UPPGIFT 3 A KETS A KETS B KETS bm= B X=pol O=nollställe X=pol O=nollställe X=pol O=nollställe bm= bm= KETS A KETS B KETS frekvens Belopp db frekvens Belopp db frekvens Belopp 1000 1000 1000 2000 2000 2000 3000 3000 3000 4000 4000 4000 5000 5000 5000 6000 6000 6000 7000 7000 7000 8000 8000 8000 9000 9000 9000 10000 10000 10000 db Krets A Krets B Krets

PASSIVA FILTE - 9 UPPGIFT 4 A KETS D KETS E KETS F X=pol O=nollställe X=pol O=nollställe X=pol O=nollställe Q = d = = = B Q = d = = = Q = d = = = KETS D KETS E KETS F frekvens Belopp db frekvens Belopp db frekvens Belopp 100 100 100 200 200 200 500 500 500 1000 1000 1000 2000 2000 2000 5000 5000 5000 10000 10000 10000 db Krets D Krets E Krets F

PASSIVA FILTE - 10 Krets D Krets E Krets F D Besselfilter: hebyshevfilter Butterworthfilter