Øvelsesvejledning. Frekvenskarakteristikker Simulering og realisering af passive filtre.

Relaterede dokumenter
3 Overføringsfunktion

Total systembeskrivelse af AD1847

LCR-opstilling

C R. Figur 1 Figur 2. er eksempler på kredsløbsfunktioner. Derimod er f.eks. indgangsimpedansen

Opførslen af LCR lavpasfiltre undersøges gennem udmåling af frekvensgang og steprespons for en række af disse.

Analog Øvelser. Version. A.1 Afladning af kondensator. Opbyg følgende kredsløb: U TL = 70 % L TL = 50 %

Hi-Fi forstærker med digital styring

Projekt. Analog Effektforstærker.

Hold 6 Tirsdag. Kristian Krøier, Jacob Christiansen & Thomas Duerlund Jensen Fag: ELA Lærer: Jan Petersen (JPe) Dato for aflevering: 29.

Aalborg Universitet. Analog HiFi forstærker med digital styring

Noter til Komplekse tal i elektronik. Højtaler Bas, lavpasled, Mellemtone, Diskant

Øvelses journal til ELA Lab øvelse 4: Superposition

Parametrisk analyse Redigeret

U Efter E12 rækken da dette er den nærmeste I

Komplekse tal i elektronik

Analogregnemaskinen. Datahistorisk Forening 30/8 2007

Løsninger til øvelser i kapitel 1

Skriftlig prøve i KDS

i(t) = 1 L v( τ)dτ + i(0)

Metal Detektor. HF Valgfag. Rapport.

Fasedrejning. Fasedrejning i en kondensator og betragtninger vedrørende RC-led.

Projekt. HF-forstærker.

Af: Valle Thorø Fil.: Oscilloscopet Side 1 af 10

Bilag til Statistik i løb : Statistik og Microsoft Excel tastevejledning / af Lars Bo Kristensen

db og Bodeplot Når man arbejder med forstærkere, skelnes mellem Effektforstærkning, - og Spændingsforstærkning.

0.1 Modultest af hardware

Dæmpet harmonisk oscillator

En krystalstabil oscillator til dit næste projekt

Elektrodynamik Lab 1 Rapport

Orcad DC Sweep & Parametrsk analyse

Indholdsfortegnelse. Øvelse 1 Capture:... 2 Oprettelse af projekt til simulering samt navigering i projektet... 2

Figur 1.1: Blokdiagram over regulatorprincip

Indhold. Figur 1: Blokdiagram over regulatorprincip

Resonans 'modes' på en streng

Lyd, højtalerprincip og harmoniske. Højtaler princip

Komplekse tal i elektronik

Øvelse. Øvelse. D.1 CMOS-øvelse. Under øvelsen laves notater, som senere bruges i den efterfølgende journal! Opgave 1:

LabVIEW Laboratorieøvelse, DAO /9. Version 1.0 (original) 2004 Forfatter: Carsten Riis Version Revideret v.

Introduktion til MatLab Matematisk Modellering af Dynamiske Modeller ved Kasper Bjering Jensen, RUC, februar 2010

Interferens. Afstand (d interferer ) til det interfererende System. Afstand (d) mellem sender og modtager

Erhvervsakademiet Fyn Signalbehandling Aktivt lavpas filter Chebyshev Filter

Microcontroller, Arduino

Indhold. Figur 1: Blokdiagram over regulatorprincip

Elektriske Signaler. Redigeret 21/ Analoge signaler: Før vi beskæftiger os med OPAMP s ses her lidt på analoge signaler!

Circuit Theory. A collection of examination problems Magnus Danielsen. NVDRit 2010:09

Fasedrejning i RC / CR led og betragtninger vedrørende spoler

ELCANIC A/S. ENERGY METER Type ENG110. Version Inkl. PC program: ENG110. Version Betjeningsvejledning

Filtre. Passive filtre har ikke forstærkende led, som fx operationsforstærkere.

Grupperede observationssæt Deskriptiv statistik: Middelværdi, frekvensfordeling, sumkurve, kvartilsæt, boxplot

Fasedrejning og komplekse tal i elektronik Version

6.1 Listeopsætning - Grid

KREDSLØBSTEORI 10 FORELÆSNINGER OM ELEKTRISKEKREDSLØB

En Krystalstabil Oscillator til dit næste projekt

Projektopgave Observationer af stjerneskælv

Operationsforstærkere

Vores logaritmiske sanser

HF Sender & Modtager.

APPENDIX A INTRODUKTION TIL DERIVE

PC-baseret analyzer og equalizer

Graph brugermanual til matematik C

1 v out. v in. out 2 = R 2

Projekt Modtager. Kapitel 2. Klasse D.

Den ideelle operationsforstærker.

EDR Frederikssund Afdelings Almen elektronik kursus


Indholdsfortegnelse PSpice modul 3. Forudsætninger. Forberedelse til øvelser

Elektriske Signaler. Redigeret 19/ Analoge og digitale signaler: Før vi beskæftiger os med OPAMP s ses her lidt på analoge signaler!

For at få tegnet en graf trykkes på knappen for graftegning. Knap for graftegning

Synopsis: Titel: HiFi-forstærker med minimeret effektforbrug. Tema: Analog og digital elektronik. Projektperiode: P3, efterårssemesteret 2009

Signalbehandling og matematik 1 (Tidsdiskrete signaler og systemer)

EMC. Elektromagnetic Compatibility Sameksistens!

NetLogo-simuleringen. Simuleringer og fysiske modeller (henfaldsloven)

matematik Demo excel trin 2 bernitt-matematik.dk 1 excel by bernitt-matematik.dk

Abstract. Mikael Westermann, 3x 23 Midtfyns Gymnasium Studieretningsprojekt 2010 Fysik A, Matematik A

Effektenhed til guitar

Transceiver målinger.

EVALUERING I SURVEYXACT TRIN FOR TRIN

EVALUERING I SURVEYXACT TRIN FOR TRIN

Spektrumrepræsentation

Projekt 2.9 Sumkurver som funktionsudtryk anvendt til Lorenzkurver og Ginikoefficienter (især for B- og A-niveau)

Deskriptiv statistik (grupperede observationer)

Den menneskelige cochlea

matematik Demo excel trin 1 preben bernitt bernitt-matematik.dk 1 excel by bernitt-matematik.dk

Computer- og El-teknik A 6. semester BAR Version 03.17

Nedenfor er tegnet svingningsmønsteret for to sinus-toner med frekvensen 440 og 443 Hz:

Matematik A. Højere handelseksamen. 1. Delprøve, uden hjælpemidler. kl

KREDSLØBSTEORI 10 FORELÆSNINGER OM ELEKTRISKEKREDSLØB

Maple. Skærmbilledet. Vi starter med at se lidt nærmere på opstartsbilledet i Maple. Værktøjslinje til indtastningsområdet. Menulinje.

Øvelse i termisk analyse

KURSUS I ANALYSEPORTALEN (AP) DANSK PALLIATIV DATABASE 3 1. ÅBNING AF ANALYSEPORTALEN 3 2. OPRETTELSE AF EN RAPPORT DVS. START AF DATAANALYSE 4

En sumformel eller to - om interferens

Teoretiske Øvelser Mandag den 30. august 2010

Svingninger. Erik Vestergaard

Antal timer Køn k m k m m k m k m k k k m k k k

Matematik A. Højere handelseksamen. 1. Delprøve, uden hjælpemidler. Mandag den 4. juni kl

En lille vejledning til lærere og elever i at bruge matematikprogrammet WordMat (begynderniveau)

Fysik 2 - Den Harmoniske Oscillator

Beregninger på digitale signaler

wwwdk Digital lydredigering på computeren grundlæggende begreber

Ohms lov. Formål. Princip. Apparatur. Brug af multimetre. Vi undersøger sammenhængen mellem spænding og strøm for en metaltråd.

Transkript:

ELT2, Passive filter, frekvenskarakteristikker Øvelsesvejledning Frekvenskarakteristikker Simulering og realisering af passive filtre. Øvelsen består af 3 dele: 1. En beregningsdel som du forventes at have forberedt inden øvelsen 2. En simuleringsdel hvor du skal have fat i Simulink igen, tag materialet fra 1.semester med. 3. En realiseringdel hvor der opbygges kredsløb svarende til de beregnede og simulerede overføringsfunktioner og foretages målinger. JR,CJ, 9-11-2004 0

Trekantsignal og lavpasfilter Beregninger Et simpelt lavpasfilter kan se ud som vist nedenfor: v IN (t) R C v OUT (t) - - Beregn overføringsfunktionen H(jω) = V OUT /V IN v.h.a. kompleks symbolsk metode. Erstat jω med s og vis, at udtrykket for H(jω) kan skrives på følgende måde: hvor ω 3dB er 3-dB vinkelfrekvensen (= 2πf 3dB ). ω H(s) = s ω 3dB 3dB Her benyttes: 62832 H(s) = s 62832 Tegn den asymptotiske amplitude- og fasekarakteristik for filtret i området 1 khz til 1 MHz på det medfølgende log-papir. Amplitudekarakteristikken skal laves i db, mens fasekarakteristikken skal laves i grader. Husk at beregne et par støttepunkter som kontrol. Gem disse kurver til den praktiske del af øvelsen. Hvis du vil bruge Matlab til at kontrollere dine bodeplot for et system, hvor tælleren er as 2 bs c og nævneren er ds 2 es f, gøres det sådan: I Matlabs Command Window skrives ved promten H = tf([a b c],[d e f]) bode(h) Da åbnes et figure vindue. Højreklik på grafen og vælg grid. Venstreklik på grafen for at få værdien i et punkt. Skriv evt.: help tf det vil give en forklaring på hvad ordren udfører. Kredløbet påtrykkes en trekantkurve med frekvensen 10 khz. Bestem trekantkurvens frekvensindehold og find amplituden af de 3 laveste frekvenser. Se f.x. lærebogen side 643. JR,CJ, 9-11-2004 1

Simulink Genskab følgende diagram i simulink: Forslag til generel setup af simulink ses bagest i vejledningen. De to power spectral density blokke opsættes på følgende vis: JR,CJ, 9-11-2004 2

De to signalgeneratorer instilles som vist nedenfor: Kør en simulering. Undersøg både outputtet på oscilloskoperne og power-spectral-density blokkene (fra disse er det kun Power Spectral Density grafen der er interessant). Tegn graferne for hver af dem, eller klip dem ind i et dokument. Husk at få inddeling på akserne med! Tegn signalerne der kommer ud af signalgeneratorerne. Forklar hvilke frekvenser, de forskellige signaler indeholder. Hvad gør transfer-fcn blokken ved signalet? Hvad er f 3-dB for transfer-fcn blokken? Filtret skal nu ændres, således at f 3-dB bliver lig med 40 khz. Beregn og indtast selv de nye koefficienter for transfer-function blokken. Hvordan påvirker det de forskellige outputs? JR,CJ, 9-11-2004 3

Laboratoriearbejde Eftervis simuleringsresultaterne v.h.a. R- og C dekadekasser, HAMEG funktions-generator og oscilloskop ( R-værdi større end 1kΩ og mindre end 1MΩ ). Lav en amplitudekarakteristik (i db) og en fasekarakteristik (i ) for lavpasfilteret H(s). Husk at sætte funktionsgeneratoren til at levere et sinus-signal! Saml alle målinger i en tabel og afbild dem på to grafer en til amplitudekarakteristikken og en til fasekarakteristikken. Benyt logaritmisk frekvensakse. Find 3 db knækfrekvensen og identificer -20 db/dekade. Firkant og båndpasfilter Det foregående er et eksempel på, hvordan man ved at fjerne alt andet end grundtonen i et signal kan skabe et sinus-signal med en frekvens lig med grundtonens frekvens. Vi skal nu undersøge, om det er muligt, at lave andet end grundtonefrekvensen. Hertil skal vi bruge et såkaldt båndpasfilter. Det er vist nedenfor: v IN (t) R C L v OUT (t) - - Beregninger Vis, at overføringsfunktionen kan skrives på følgende form. Her er jω igen erstattet af s af hensyn til den notation, som simulink bruger. JR,CJ, 9-11-2004 4

H(s) = s 2 1 RC 1 RC s s ω 2 0 2 1 Hvor ω 0 =. LC Her benyttes: H 2 (s) = s 1428.57 s 1428.57 s 35530575843.8 Tegn de asymptotiske frekvenskarakteristikker for filtret i området 1 khz til 1 MHz på det medfølgende log-papir. Amplitudekarakteristikken skal laves i db, mens fasekarakteristikken skal laves i grader. Husk at beregne et par støttepunkter først. Gem denne kurver til den praktiske del af øvelsen. Simulink Genskab diagrammet nedenfor i simulink: Forslag til generel setup af simulink ses bagest i vejledningen. JR,CJ, 9-11-2004 5

Signalgeneratoren skal sættes op som vist nedenfor: De to power spectral density blokke sættes op på samme måde som ved lavpasfilteret. Kør en simulering. Undersøg både outputtet på oscilloskoperne og power-spectral-density blokkene (fra disse er det kun Power Spectral Density grafen der er interessant). Tegn graferne for hver af dem, eller klip dem ind i et dokument. Husk at få inddeling på akserne med! Hvad er indgangssignalets grundfrekvens? Hvad er afstanden imellem de forskellige frekvenser i dette signal? Hvad er udgangssignalets grundfrekvens? Hvad gør båndpasfilteret ved signalet? Hvilken ω 0 er benyttet? Omregn dette til en frekvens (f 0 ). Bestem kapaciteten (C) og modstanden (R), der giver det ønskede f 0, under antagelse af, at L er 100 eller 220 µh, som er de værdier vi har på lager. JR,CJ, 9-11-2004 6

Laboratoriearbejde Eftervis simuleringsresultaterne v.h.a. R- og C dekadekasser, den valgte L-værdi, HAMEG funktions-generator og oscilloskop. Brug de beregnede værdier fra simulink-delen. Lav dernæst en amplitudekarakteristik (i db) og en fasekarakteristik (i ) for båndpasfilteret. Husk at sætte funktionsgeneratoren til at levere et sinus-signal! Saml alle målinger i en tabel og afbild dem på to grafer en til amplitudekarakteristikken og en til fasekarakteristikken. Benyt logaritmisk frekvensakse. Hvordan passer det med teorien? Prøv at variere båndpasfilteret (varier R og C) for at se virkningen. Bilag: Forslag til generel setup af simulink: Yderligere logaritmisk papir kan udskrives fra faget web. JR,CJ, 9-11-2004 7