RCHighPassFilter -- Overview OBIETTIVI Dopo l'esecuzione di questo esercizio di laboratorio, l'allievo sarà in grado di: • Progettare e costruire un filtro passa alto di 1° livello utilizzando R eC • Utilizzare il trigger dell'oscilloscopio digitale per catturare e visualizzare il segnale • Misurare le informazioni di ampiezza (valore da picco a picco) del segnale di ingresso e uscita • Verificare il funzionamento del filtro passa alto RC e stimare la frequenza di taglio ATTREZZATURA Per svolgere questo esperimento servono: • TBS1KB - Oscilloscopio digitale Tektronix • Resistore e condensatore • Generatore di segnali (AFG3K o 2K) • Sonda di tensione (in dotazione con l'oscilloscopio) / cavi BNC • Scheda per cablaggi (breadboard) e cavi di collegamento TEORIA Concetti chiave: • Un filtro è un circuito che lascia passare alcune frequenze e ne blocca altre. • L'intervallo di frequenza in ingresso che viene passato senza attenuazioni è noto come banda passante. • L'intervallo di frequenza del segnale in ingresso che viene bloccato o fortemente attenuato è noto come banda bloccata. • La transizione dalla banda bloccata alla banda passante o viceversa è nota come frequenza di taglio. Si tratta della frequenza alla quale la potenza in uscita è 3 dB inferiore (o l'ampiezza è il 70,7 % di) rispetto alla potenza (o ampiezza) in banda passante. • Un filtro passa alto lascia passare le frequenze maggiori della frequenza di taglio e blocca le frequenze inferiori a questo valore. • La frequenza di taglio per il filtro passa alto RC è data da: RCHighPassFilter -- Procedures Step 1 DUT / PREDISPOSIZIONE DEL CIRCUITO • Costruire il circuito come indicato sotto: Selezionare R = 10K, C = 1nF • Collegare l'uscita del generatore di segnali a V_in (ingresso) del circuito • Selezionare onda sinusoidale di 2Vpp, frequenza = 100 Hz Step 2 PREDISPOSIZIONE DELL'ESPERIMENTO • Accendere l'oscilloscopio • Collegare la sonda del Canale 1 dell'oscilloscopio a V_in • Collegare la sonda del Canale 2 per misurare la tensione di uscita - V_out • Acquisire i segnali dal circuito sull'oscilloscopio Step 3 • Impostare Autoset sull'oscilloscopio per catturare e visualizzare il segnale in modo efficace • Se la funzione AUTOSET non è attivata, impostare manualmente la scala orizzontale e verticale, e la condizione di trigger per visualizzare 3-4 cicli di forma d'onda senza tagli. Step 4 MISURE AGGIUNTIVE • Accedere al menu delle misure premendo il pulsante MEASURE sul pannello anteriore dell'oscilloscopio • Premere CH1 (canale da misurare) e selezionare la misura PEAKPEAK (da picco a picco) e FREQUENCY (frequenza) utilizzando il pulsante della manopola multifunzione (MPK) • Selezionare la misura PEAK-PEAK (da picco a picco) anche per CH2 Step 5 • Alla frequenza del segnale di ingresso di 100 Hz, registrare l'ampiezza da picco a picco di ingresso e uscita. Step 6 • Mantenendo costante l'ampiezza (2 Vpp), impostare la frequenza in ingresso (frequenza del segnale AFG) a 200 Hz. Registrare l'ampiezza da picco a picco di ingresso e uscita. • Continuare ad aumentare la frequenza di ingresso (frequenza segnale AFG) in incrementi di 100 Hz (fino a 10 kHz),registrando l'ampiezza da picco a picco dell'uscita. Step 7 • Calcolare guadagno = 20 x log (V_out / V_in). Tracciare il grafico del guadagno rispetto alla frequenza. • Stimare la frequenza di taglio del circuito trovando un punto nel quale il guadagno sia -3dB. Step 8 • Confrontare il valore della frequenza di taglio calcolato dal valore RC con quello effettivamente misurato Step 9 SAI RISPONDERE A QUESTO? • Quando il valore del resistore diminuisce, qual è l'effetto sulla frequenza di taglio del filtro?