EWB

Частота среза RC-фильтра НЧ

 

            Допустим нам задан RC-фильтр низких частот со следующими параметрами:

R = 1 кОм, C = 1 мкФ.

Для  RC-фильтра  низких  частот  АЧХ  рассчитывают  по формуле , а ФЧХ – по формуле  φ(ω) = –arctg(2πfRC).

Результаты расчёта этого фильтра записываем в табл. 1.

 

Таблица 1. Данные расчёта RC-фильтра НЧ

 

По данным таблицы строим графики АЧХ и ФЧХ.

Рис. 1. АЧХ и ФЧХ фильтра НЧ

 

Расчётная частота среза (4.4) равна  f₀ = 159,155 Гц.

Частоту среза также можно определить с помощью программы для проектирования электронных схем EWB.

Чтобы собрать схему простейшего RC-фильтра НЧ, необходимо загрузить программу EWB, выбрать на панели элементов группу основных элементов «Basic», в этой группе выбрать элемент сопротивления «Resistor» и, не отпуская левую кнопку мыши, перетянуть его на рабочую область программы EWB. Установить значение сопротивления, нажав правой кнопкой мыши на элементе сопротивления, и в появившемся окне выбрать «Component Properties». На этой форме выбрать закладку «Value» и ввести в область ввода значений «Resistance» требуемое значение и единицу размерности сопротивления (кОм). Далее аналогично добавить конденсатор «Capacitor» и ввести его параметры (нФ). Также нам потребуется элемент «земля» «Ground» из группы источников питания «Sources», генератор импульсов «Function Generator» и построитель диаграмм «Bode Plotter» из группы приборов «Instruments». Прежде чем приступить к сборке схемы, повернём на 90 ^о конденсатор, для этого кликнем на нём правой кнопкой мыши и в появившемся меню выберем «Rotate». Для того чтобы соединить элементы схемы, необходимо навести мышь на элемент, подождать появления узла «Connector» и, нажав левую кнопку мыши, оттянуть появившийся узел к элементу, с которым требуется его соединить. Далее необходимо подключить генератор импульсов и построитель диаграмм к RC-фильтру НЧ (рис. 2).

Чтобы схема заработала, нужно включить её переключателем «Activate Simulation», расположенным в правом верхнем углу инструментальной панели EWB.

Для измерения частоты среза необходимо дважды кликнуть мышью на построителе диаграмм, после чего появится функциональная панель, изображённая на рис. 4.7. Далее построитель диаграмм нужно переключить в режим АЧХ, нажав на кнопку «Magnitude». Выберем логарифмическую размерность осей по вертикали и горизонтали, нажав на кнопку «Log». Для определения частоты среза необходимо стрелками  установить реперную (франц. repere) вертикальную линию в точку –3 дБ, после чего значение частоты среза появится в нижней части функциональной формы построителя диаграмм.

Рис. 2. Электронная схема RC-фильтра НЧ 1-го порядка в рабочем окне EWB

 

Полученная частота среза равна 162,6 Гц, что достаточно близко к расчётной частоте 159,155 Гц, Δ = 3,445 Гц,  δ = 2,16 %.

 

Рис. 3 Графическое изображение АЧХ ФНЧ в построителе диаграмм EWB