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Studio di una rete RC con generatore di funzione ed oscilloscopio - FILTRO PASSA BASSO, FILTRO PASSA ALTO



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Studio di una rete RC con generatore di funzione

ed oscilloscopio




FILTRO PASSA BASSO



CENNI TEORICI


Un filtro passa basso è un semplice circuito costituito da una resistenza ed una capacità collegata in serie.

La tensione di ingresso è applicata ai capi della serie, mentre il segnale di uscita si preleva ai capi dalla capacità.

Questo tipo di circuito è chiamato anche, rete ritardatrice poiché il segnale di uscita risulta in ritardo rispetto a quello di ingresso.

Per studiare il comportamento di questo circuito si alimenta con un segnale a corrente alternata, di tipo sinosuidale, costante, e si varia la frequenza ed alla fine si ricava la curva di risposta in funzione della frequenza.



Si definisce guadagno il rapporto tra il segnale di uscita e il segnale di ingresso; in questo caso questo caso questo rapporto rappresenta l’attenuazione in quanto il circuito comprende solo elementi passivi e risulterà sempre Vu < Vi non potendoci essere un amplificazione, ma piuttosto una caduta di tensione ai capi di una resistenza.

L’unità di misura del guadagno A è il decibel dB e si scrive nel seguente modo 20log(Vu  / Vi).

Si definisce frequenza di taglio quel valore per il quale il guadagno si riduce di .



STRUMENTAZIONE


OSCILLOSCOPIO, GENERATORE DI SEGNALI, PIASTRA PREFORATA DOVE MOTATO IL FILTRO, 3 CAVETTI


SCHEMA ELETTRICO



CH1                            CH2

R










Dt : T = g

g Dt DdB = 2olog  Vu

T Vi

SVOLGIMENTO  In laboratorio per lo studio di un filtro passa basso Rc abbiamo utilizzato una basetta preforata con una resistenza di 470 W e un condensatore di 330 nF gia montati.

In ingresso abbiamo collegato tramite una sonda un generatore di segnale; in uscita invece abbiamo collegato l’oscilloscopio tramite due sonde, una per prelevare il segnale di ingresso, l’altra per prelevare il segnale di uscita.

In seguito abbiamo alimentato il circuito con un segnale sinosuidale di 10Vpp e ne abbiamo studiato la risposta in uscita variando di volta in volta la frequenza del segnale di ingresso.

Abbiamo effettuato 5 misure partendo da un valore di frequenza di 50Hz fino a 1KHz.

Durante la prova abbiamo verificato come man mano aumentavamo la frequenza del segnale, l’ampiezza del segnale di uscita diminuiva.

Questo prova che il filtro passa basso, all’aumento della frequenza incide negativamente sull’ampiezza del segnale di uscita.

Durante la misura abbiamo verificato sperimentalmente lo sfasamento tra i due segnali utilizzando la proporzione:


Dt : T = g

g Dt

T

Dove con T si indica il periodo del segnale di ingresso, mentre      Dt è la distanza in quadretti ( dello schermo dell’oscilloscopio ) tra il segnale di ingresso e quello di uscita.

Alla fine abbiamo riportato tutti i valori su una apposita tabella, e conseguentemente ricavato analiticamente il valore del guadagno (A) in (dB) decibel.




TABELLA


f Hz

T

ts

Vu

Vi

A = Vu/Vi

A dB



20ms

0,16m







10ms

0,16m







4ms

0,16m





-l4,4


2ms

0,15m




-l,51



1ms

0,12m









FILTRO PASSA ALTO




CENNI TEORICI

Un filtro passa alto è un semplice circuito costituito da una capacità ed una resistenza collegata in serie.

La tensione di ingresso è applicata ai capi della serie, mentre il segnale di uscita si preleva ai capi dalla resistenza.

Questo tipo di circuito è chiamato anche, rete anticipatrice poiché il segnale di uscita è sfasato in anticipo rispetto al segnale di ingresso.

Per studiare il comportamento di questo circuito si alimenta con un segnale a corrente alternata, di tipo sinosuidale, costante, e si varia la frequenza ed alla fine si ricava la curva di risposta in funzione della frequenza.

Anche in questo caso il guadagno si può chiamare attenuazione in quanto il circuito comprende solo elementi passivi.

L’unità di misura del guadagno A è il decibel dB e si scrive nel seguente modo 20log(Vu  / Vi).



La curva di risposta risulterà opposta a quella del filtro passa basso.


STRUMENTAZIONE


OSCILLOSCOPIO, GENERATORE DI SEGNALI, PIASTRA PREFORATA DOVE MOTATO IL FILTRO, 3 CAVETTI


SCHEMA ELETTRICO



CH1 CH2





R







SVOLGIMENTO 

In laboratorio per studiare la curva di risposta di un filtro passa alta Cr in funzione della frequenza abbiamo utilizzato una basetta preforata con un condensatore e una resistenza collegati in serie, ai capi della serie abbiamo collegato un generatore di segnale mentre ai capi della resistenza abbiamo collegato un oscilloscopio. In ingresso abbiamo collegato tramite una sonda un generatore di segnale; in uscita invece abbiamo collegato l’oscilloscopio tramite due sonde, una per prelevare il segnale di ingresso, l’altra per prelevare il segnale di uscita.

In seguito abbiamo alimentato il circuito con un segnale sinosuidale di 10Vpp e ne abbiamo studiato la risposta in uscita variando di volta in volta la frequenza del segnale di ingresso.

Abbiamo effettuato 6 misure partendo da un valore di frequenza di 50Hz fino a 1MHz.

Durante la prova abbiamo verificato come man mano aumentavamo la frequenza del segnale di ingresso aumentava, l’ampiezza del segnale di uscita aumentava di valore.

Durante la misura abbiamo verificato sperimentalmente lo sfasamento tra i due segnali utilizzando la proporzione:


Dt : T = g

g Dt

T


Dove con T si indica il periodo del segnale di ingresso, mentre Dt è la distanza in quadretti ( dello schermo dell’oscilloscopio ) tra il segnale di ingresso e quello di uscita.

Alla fine abbiamo riportato tutti i valori su una apposita tabella, e conseguentemente ricavato analiticamente il valore del guadagno (A) in (dB) decibel.

Per valori di frequenza uguale a zero la tensione ai capi della resistenza risulterà 0.

Per valori di frequenza altissimi (quasi infinito)la tensione sulla resistenza risulterà uguale alla tensione di ingresso.

TABELLA


f Hz

T

ts

Vu

Vi

A= Vu/Vi

AdB



20ms

5ms







10ms

2,4ms




-l9,01



4ms

0,8ms




-l2,04



2ms

0,36ms







1ms

0,12ms






1M

1 x 10-3 ms














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