Анализ схем пассивных фильтров

Цели

1.1В ходе выполнения работы студенты осваивают:

1.1.1Общие компетенции:

ОК2 Организовывать собственную деятельность, определять методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК4 Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития

1.2.1 Осваивают умения:

- применять основные определения и законы теории электрических цепей;

- учитывать на практике свойства цепей;

- различать непрерывные и дискретные сигналы и их параметры

Данные умения направлены на освоение умений федерального государственного образовательного стандарта:

- использовать законы электротехники в практической деятельности техников

1.2.2 Усваивают знания:

- основных характеристик, параметров электрических цепей при гармоническом воздействии в установившемся режиме;

- методы расчета электрических цепей.

Данные знания направлены на усвоение знаний федерального государственного образовательного стандарта:

- теоретические основы электротехники;

- методы измерения электрических параметров и характеристик

Оборудование, дидактическое обеспечение

2.3 Методические рекомендации по выполнению самостоятельной работы (Приложение А)

2.4 Формуляр отчета по самостоятельной работе 11,14 (Приложение Б)

3 Форма организации - индивидуальная

Порядок выполнения

4.1Повторите тему 3.3.»Нелинейные электрические цепи» используя методические рекомендации по выполнению самостоятельной работы Приложение А 4.2Систематизировать знания по теме «Анализ схем пассивных фильтров» в виде таблицы Б1 согласно образцу отчета (Приложение Б).

4.3 Используя методические рекомендации по выполнению самостоятельной работы Приложение А составьте таблицу по образцу представленному в Приложении Б. 4.4Изучитеметодику расчета нелинейных цепей (пассивных фильтров)

4.5 Отчет по самостоятельной работе оформляется согласно образцу отчета (Приложение Б).

4.6 Сделайте выводы по выполненной работе

4.7 Сдайте отчет на проверку преподавателю

4.8 Время выполнения – 90 мин.

5 Методические рекомендации - Приложение А

6 Форма отчета – формуляр отчета в приложении Б

Задания для дифференцированного зачета

Задача 1

Исходные данные задания:

Вар.1 задача5.3 стр 177 С.П Миклашевский «Прикладная электроника»

Дана электрическая схема индуктивного фильтра, включенного выпрямитель по однофазной мостовой схеме, если напряжение U0 = 60В, ток I0 = 5а,частота сети f = 50 Гц и коэффициент пульсаций g = 0,01 число фаз m = 2;

Определить параметры индуктивного фильтра: коэффициент пульсаций, коэффициент сглаживания, сопротивление нагрузки, число фаз, круговую частоту, индуктивность дросселя. Зарисовать схему выпрямителя с фильтром.

Задача 2

Исходные данные задания

Вар.2 задача5.4 стр.180 С.П Миклашевский «Прикладная электроника»

Дана электрическая схема Г – образного фильтра к двухполупериодному однофазному

выпрямителю, коэффициент пульсаций которого g 2= 0.004 емкость С = 50 мкф

Определить параметры схемы Г – образного фильтра: коэффициент сглаживания, число фаз, индуктивность дросселя. Зарисовать схему выпрямителя с фильтром.

8 Критерии оценок
«Отлично» - ставится при условии аргументированного представления правильной информации в полном объеме по всем вопросам задания

«Хорошо» - ставится при условии аргументированного представления информации в полном объеме по всем вопросам задания, наличии ошибок и неточностей, не искажающих сути вопроса

«Удовлетворительно» - ставится при частичной незавершенности представления информации по отдельным вопросам задания, не аргументированном изложении информации и содержит серьёзные ошибки

«Неудовлетворительно» - ставится при условии незавершенности представления информации по вопросам задания, не аргументированном изложении информации и содержит серьёзные ошибки

ПриложениеА

Анализ схем пассивных фильтров

Для питания ряда узлов электронной тех ники требуется постоянное напряжение. Напряжение получаемое на выходе выпрямителей является пульсирующим (трехфазных) или импульсным (одно и двухполупериодных). Чтобы выпрямленное напряжение имело требуемую форму применяют сглаживающие фильтры. Количественно работа фильтра характеризуется коэффициентом сглаживания пульсаций g, который показывает , во сколько раз уменьшается пульсация при прохождении сигнала через фильтр (выпрямленного напряжения или тока).

g = kп1/kп2

где kп1/kп2 – коэффициенты пульасции на входе и выходе фильтра.

Сглаживающие фильрры подразделяются на: емкостные, индуктивные, индуктивно – емкостные и резистивно – емкостные. В выпрямителе без фильтра работающем на чисто активную нагрузку, коэффициент пульсаций зависит от числа фаз выпрямления. Соотношения между токами амплитуды первой гармоники (I1m) и постоянной составляющей выпрямленного тока(I0)_приведены на стр174 С.П Миклашевский «Прикладная электроника» рис 5.13. Из рисунка видно ,чем больше число фаз выпрямления m, тем меньше меняется ток нагрузки и уменьшаются пульсации выпрямленного тока. Максимальную амплитуду имеет переменная составляющая выпрямленного ток. частота которой в m раз больше частоты сети. Поэтому, чем больше число фаз выпрямления , тем выше частота пульсаций и меньше амплитуда высших гармоник. Значения коэффициента пульсаций m - фазного выпрямителя сведены в таблицуА1

ТаблицаА1Коэффициенты пульсацийm- фазного выпрямителя

Число фаз m
Коэффициент пульсаций	1,57	0,667	0,250	0,057	0,014

Коэффициент пульсаций выпрямленного тока , питающего электронную аппаратуру ,должен составлять m = 0,01 – 0,000001 в зависимости от технических требований к аппаратуре. Уменьшение коэффициент пульсаций выпрямителя до заданной величины достигается применением сглаживающих фильтров. Каждый дроссель обладает попеременной составляющей выпрямленного напряжения большим индуктивным сопротивлением Xl = 2пfmLф, поэтому он не пропускает переменную составляющую выпрямленно го тока. Одновременно для постоянной составляющей переменного тока дроссели обладают малым сопротивлением, поэтому постоянная составляющая выпрямленного тока вызывает небольшое падение напряжения на индуктивном фильтре. Емкостное сопротивление конденсаторов Xc = 1/ 2пfmCф невелико по переменной составляющей выпрямленного тока, она замыкается через конденсаторы и не вызывает падение напряжения на резисторе нагрузки.

Чем больше звеньев фильтра, чем больше величины Lф,Cф в каждом звене и чем больше фаз выпрямления m, тем выше коэффициентом сглаживания пульсаций g. На рис.А1.2 -1.7. представлены схемы сглаживающих пассивных фильтров и алгоритм их расчета. Полосовой фильтр - пассивный четырехполюсник пропускающий с малым затуханием токи, в полосе пропускания ^f = f1 – f2 всех остальных с большим. Резонансный фильтр имеет одну полосу непропускания и две пропускания1 Фильтр – электронный узел имеющий специально созданную амплитудно - частотную характеристику (АЧХ).

Фильтр предназначен для выделения:

- областей частот ФНЧ, ФВЧ (нижних, верхних);

- полосы частот (полосовые, режекторные).

В идеальном фильтре скорость спада АЧХ в переходной области должна быть бесконечной.