Проектирование режекторного фильтра
Принципиальная схема режекторного фильтра и расчет его элементов. Реализация передаточной функции полосно-заграждающего фильтра. Замена операционного усилителя на дискретные компоненты. Разработка конструкции устройства и моделирование его работы.
Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 21.11.2013 |
Размер файла | 612,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Агентство по образованию Российской Федерации
Вологодский государственный технический университет
кафедра АВТ
Дисциплина:
Электронные устройства систем управления
Курсовая работа
ПРОЕКТИРОВАНИЕ АКТИВНОГО ФИЛЬТРА
Выполнил: Сутугин В.Н.
Вологда
2013
Содержание
Техническое задание
Введение
1. Аналитический обзор
2. Разработка структурной схемы
3. Разработка принципиальной схемы устройства и расчет её основных элементов и параметров
4. Замена операционного усилителя на дискретные компоненты
4.1 Расчет усилителя
4.2 Выбор номиналов компонентов
4.3 Полная принципиальная схема устройства
5. Моделирование работы устройства
6. Разработка конструкции устройства
Заключение
Список использованных источников
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Техническое задание
Необходимо разработать полную принципиальную электрическую схему и конструкцию режекторного фильтра, отвечающего поставленным требованиям реализованного на дискретных компонентах
Таблица 1 - Исходные данные
Тип фильтра |
f1, кГц |
f2, кГц |
f3, кГц |
f4, кГц |
D, дБ |
Д, дБ |
К, дБ |
Реализация |
|
РФ |
0.5 |
0.8 |
1.2 |
1.5 |
15 |
1 |
20 |
ДК |
Рисунок 1.1 - АЧХ режекторного фильтра
D - необходимое минимальное затухание фильтра за пределами полосы пропускания (в децибелах);
Д - неравномерность коэффициента усиления в полосе пропускания (в децибелах);
f1, f2, f3, f4 - граничные частоты и частоты задерживания (в Герцах);
К - коэффициент усиления (передачи) фильтра в полосе пропускания (в децибелах).
Введение
Курсовое проектирование по дисциплине «Электронные устройства систем управления» направлено на развитие основных навыков инженерной работы по синтезу и анализу простейших электронных устройств. Задачей курсового проектирования является разработка активного RC - фильтра, обеспечивающего пропускание полезного сигнала в заданном частотном диапазоне с заданной точностью и необходимое ослабление помех.
В системах автоматики для выделения полезной информации, сосредоточенной в определенной полосе частот, широко используются активные фильтры. При этом в качестве исходных данных для проектирования фильтра служат сведения о требуемой частотной характеристике и информация об элементной базе для реализации фильтра. Наиболее распространены фильтры, реализованные на основе разнообразных транзисторов и операционных усилителей.
1. Аналитический обзор
Фильтр - устройство, устанавливаемое между выводами электрической цепи с целью изменения соотношения между частотными составляющими спектра проходящего через него сигнала. Фильтры могут работать в диапазоне частот от 0 (постоянный ток) до 10 Гц. Они различаются по типу, форме амплитудно-частотной характеристики (АЧХ), и диапазону частот.
Активный фильтр -- один из видов аналоговых электронных фильтров, в котором присутствует один или несколько активных компонентов, к примеру, транзистор или операционный усилитель.
Фильтры вообще и активные фильтры, в частности, являются настолько важными устройствами электроники, что вопросам их строгого, математического описания уделялось и уделяется самое серьезное внимание.
Обычно фильтр анализируется как конечная линейная электронная схема с сосредоточенными параметрами. Если реальная схема фильтра является нелинейной, то при анализе она линеаризуется и затем рассматривается как линейная.
В соответствии с изложенным фильтр описывается обыкновенным линейным дифференциальным уравнением некоторого порядка n:
(1.1)
где х=х(t) - входной сигнал фильтра (обычно - входное напряжение);
y=y(t) - выходной сигнал фильтра (обычно - выходное напряжение);
аi, bi - вещественные коэффициенты
Для фильтров, которые могут быть реализованы, выполняется соотношение n?m. Величину n называют также порядком фильтра.
Необходимо отметить, что вместо записанного одного уравнения фильтр может быть описан линейной системой из n дифференциальных уравнений первого порядка (системой дифференциальных уравнений в форме Коши). Показано, что величина n равна или меньше количества реактивных элементов (конденсаторов и катушек индуктивности) фильтра. Инженеру нужно знать, что порядок фильтра определяется количеством тех напряжений на конденсаторах и токов катушек индуктивности, которые могут задаваться как начальные независимо друг от друга.
Применим к приведенному выше уравнению прямое преобразование Лапласа и определим передаточную функцию Т(s) как отношение операторного изображения Y(s) выходной величины к операторному изображению X(s) входной величины:
(1.2)
где s - комплексная частота
Укажем три характеристики, которые широко используются для описания фильтров:
Амплитудно-частотная характеристика представляет собой зависимость вида . Значение на некоторой частоте дает отношение действующих (или амплитудных) значений сигналов на выходе и входе фильтра. На практике широко используют амплитудно-частотную характеристику в децибелах, которая представляет собой зависимость вида:
.
Фазочастотная характеристика - это зависимость вида:
.
Значение на некоторой частоте является сдвигом по фазе выходной величины по отношению к входной.
Характеристика времени задержки - это зависимость вида:
.
Величина - это время замедления (групповое). Оно характеризует сдвиг по времени выходной величины по отношению к входной.
Наиболее широко используют амплитудно-частотную и фазочастотную характеристики. Характеристика времени задержки не несет принципиально новой информации по сравнению с фазочастотной характеристикой.
Режекторный фильтр (полосно-заграждающий) - электрический фильтр, не пропускающий колебаний некоторой полосы частот и пропускающий колебания с частотами, выходящими за пределы этой полосы.
Полосно-заграждающий фильтр (называется также полосно-задерживающим или полосно-исключающим, или V-образным) представляет собой устройство, которое подавляет сигналы в единственной полосе частот и пропускает сигналы со всеми другими частотами. Эта полоса подавления характеризуется шириной BW и расположена приблизительно вокруг центральной частоты 0 (рад/с), или fо=0/2 (Гц). Идеальная и реальная амплитудно-частотные характеристики полосно-заграждающего фильтра изображены на рис. 1.2.
Рисунок 1.2
Для реальной амплитудно-частотной характеристики частоты L и U представляют собой нижнюю и верхнюю частоты среза, определяющие полосу подавления L U и ее ширину BW=L - U . Что же касается реальной характеристики, показанной на рис. 1.2, то в полосе подавления она никогда не превосходит некоторого заранее выбранного значения, например A2. Существуют также две полосы пропускания 0 L и U, где значение амплитудно-частотной характеристики всегда больше A1. Определим полосу задерживания как диапазон частот 1 2, где значение амплитудно-частотной характеристики никогда не превосходит выбранного числа A2 < A1. Тогда диапазоны частот L < < 1 и 2 < < U называются соответственно нижней и верхней переходными областями и в них характеристика монотонна.
Соотношение Q=0 / BW, как и в полосно-пропускающем аналоге, характеризует добротность этого фильтра и определяет его избирательность. Высокому значению Q соответствует относительно узкая, а низкому значению Q относительно широкая полоса частот. Коэффициент усиления K фильтра представляет собой значение его амплитудно-частотной характеристики, снятую при постоянном токе, т. е. K=H(j0).
Полосно-заграждающие передаточные функции можно получить из нормированных функций нижних частот переменной S с помощью преобразования типа [16].
(1.3)
Следовательно, подобно полосно-пропуcкающему фильтру полосно-заграждающий фильтр всегда имеет четный порядок n=2, 4, 6 ... Результирующий полосно-заграждающий фильтр в зависимости от соответствующей ему функции нижних частот имеет характеристику фильтра Баттерворта, Чебышева, инверсного Чебышева или эллиптического. Амплитудно-частотная характеристика полосно-заграждающего фильтра Баттерворта изменяется монотонно по любую сторону от его частоты подавления или центральной частоты, как показано на рис. 1.2. Полосно-заграждающий фильтр Чебышева обладает пульсациями в полосе пропускания, а полосно-заграждающий инверсный фильтр Чебышева -- в полосе задерживания. Для полосно-заграждающего эллиптического фильтра характерны пульсации как в полосе пропускания, так и в полосе задерживания. В каждом случае центральная частота и частоты среза связаны следующим соотношением: 0 =.
Частоты полосы пропускания
(1.4)
частоты полосы задерживания
(1.5)
где частота S представляет собой начало полосы задерживания соответствующего фильра нижних частот.
Передаточные функции
Полосно-заграждающие функции получаются из соответствующих функций нижних частот. Функция полосно-заграждающего фильтра задается в виде произведения сомножителей, каждый из которых получается из сомножителя функции нижних частот. Для сомножителя функции нижних частот первого порядка
V2 / V1 = KC / (S+C);(1.6)
соответствующий сомножитель полосно-заграждающей функции представляет собой функцию второго порядка
(1.7)
где С -- нормированный коэффициент соответствующего звена нижних частот первого порядка, приведенный в приложении А для фильтров Баттерворта и Чебышева, в приложении Б для инверсного фильтра Чебышева и в приложении В для эллиптического фильтра.
Полосно-заграждающий фильтр второго порядка получается, если соответствующий фильтр нижних частот имеет первый порядок. В этом случае уравнение (1.6) при С=1 представляет собой функцию нижних частот и из (1.7) получаем следующее соотношение:
(1.8)
которое описывает передаточную функцию полосно-заграждающего фильтра второго порядка. Эта функция в нашем понимания соответствует полосно-заграждающему фильтру Баттерворта или Чебышева второго порядка, хотя эти определения относятся в основном к полосно-заграждающим фильтрам более высокого порядка.
Сомножители передаточной функции полосно-заграждающего фильтра Баттерворта или Чебышева, получаемые из звеньев нижних частот второго порядка, определяются следующим образом:
(1.9)
где В и С -- соответствующие коэффициенты нижних частот из приложения А. В (1.7) К определяет коэффициент усиления звена, в то время как в (1.9) К задает общий коэффициент усиления двух каскадно соединенных звеньев второго порядка, реализующих функцию четвертого порядка.
Передаточную функцию (1.9) можно записать в виде произведения двух функций второго порядка [4]:
(1.10)
(1.11)
где
(1.12)
(1.13)
Таким образом, передаточная функция полосно-заграждающего фильтра Баттерворта или Чебышева с порядками n=4, 6, 8 ... будет содержать описываемые соответственно уравнениями (1.10) и (1.11) сомножители для каждого звена второго порядка в соответствующем ему фильтре нижних частот. Числа К1 и К2 представляют собой коэффициенты усиления двух полосно-заграждающих звеньев и должны выбираться так, чтобы К1 \К2 = К.
Подводя итоги, можно сказать, что типовая передаточная функция полосно-заграждающего фильтра второго порядка или звена второго порядка полосно-заграждающего фильтра Баттерворта или Чебышева более высокого порядка имеет вид:
(1.14)
где , и получены путем сравнения (1.14) с соответствующими уравнениями (1.7), (1.8), (1.10) и (1.11). В обоих уравнениях (1.10) и (1.11) параметр E1 определяет добротность Q каждого звена и, подобно рассмотренным ранее фильтрам, для реализации высоких значений Q обычно требуются более качественные схемы.
Рассмотрим различные варианты построения структуры режекторного фильтра:
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 1.3
При такой реализации сначала формируются передаточные функции для ФНЧ и ФВЧ, затем находится их суммарная функция, которая и будет обеспечивать фильтрацию сигнала в заданных диапазонах. К плюсам такой структуры следует отнести ее модульность - т.е. возможность выполнить расчеты сначала для составляющих (например, передаточных функций ФНЧ и ФВЧ, выходного усилителя), а потом после компоновки получить требуемый результат. Также физически реализованный фильтр по такой модели достаточно просто настраивать. В качестве основного недостатка можно назвать большее количество используемых электрических компонентов.
Другая структура предусматривает построение режекторного звена исходя из внутренних составляющих. Другими словами для такой модели сразу же формируется передаточная функция режекторного звена и физическая реализация производится с помощью определенных схем (например, фильтрующее звено таких фильтров строится на основе Т или 2Т-мостов). Такой способ существенно выигрывает с точки зрения затрат на электрические компоненты, однако в тоже время расчет и настройка конечного устройства значительно сложны, ввиду сложности реализации режекторного звена.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 1.5
Прежде чем перейти на рассмотрение различных схемотехнических решений оговоримся еще об одном важном типе реализации - каскадной. При таком построении передаточная функция фильтра сначала разлагается на произведение сомножителей второго порядка (для получения нечетных значений используются звенья 1-го порядка). Каждый сомножитель реализуется затем отдельной активной RC-схемой, после чего каскадируется, или последовательно соединяется с другими, чтобы реализовать функцию цепи в целом. При этом отдельные активные RC-схемы должны быть синтезированы так, чтобы они не взаимодействовали друг с другом.
Также существует методика непосредственной реализации, при которой для реализации функции цепи используется одна единственная схема.
Преимуществом каскадного включения элементов является простота настройки и расчета, вследствие того, что каскад, т.е. звено 2-го порядка, несложен и состоит из небольшого числа элементов. Другое преимущество состоит в том, что каждое звено второго порядка можно индивидуально настроить для реализации соответствующей характеристики. Это намного проще, чем пытаться настроить схему, где все элементы взаимодействуют друг с другом.
Теперь рассмотрим различные схемотехнические решения физического исполнения передаточных функций.
В общем случае схему фильтра можно разбить на активную часть и пассивную часть.
Рисунок 1.6
Использование в активном звене ИНУНа (источника напряжения управляемого напряжением) позволяет достичь независимости регулировки активного звена (в частности, коэффициента усиления) от элементов пассивной цепи, в результате чего легко получается необходимый коэффициент усиления.
Ниже приведен способ построения режекторного фильтра на основе моста Вина:
Рисунок 1.7
Такая схемная реализация позволяет добиться затухания максимум 8 дБ на резонансной частоте (частоте настройки, на схеме она составляет 140-160 Гц), при равенстве сопротивлений R2 и R3 и нахождении переключателя в цепи истока в крайнем левом положении (по схеме). При крайнем правом положении затухание на частоте настройки равняется примерно 3 дБ. Диод VD1 и конденсатор C5 применен в схеме как фильтр питания. К плюсам схемы следует отнести простоту исполнения и легкость настройки (она практически не потребуется в виду низкой добротности). Также у схемы хорошие показатели по входному (примерно 100 кОм) и выходному (порядка 50 Ом) сопротивлениям. К минусам - невозможность свободной регулировки коэффициента усиления активной составляющей фильтра. Также из-за простоты схема чувствительна к разбросу параметров полевого транзистора.
Рассмотри еще одну реализацию режекторного фильтра:
Рисунок 1.8 - схема РФ на ИНУН
Схема на ИНУН реализует передаточную функцию полосно-заграждающего фильтра второго порядка (1.14), где
(1.15)
при условии, что
1/R3=1/R1+1/R2.(1.16)
Из первых двух соотношений в (1.15) следует, что коэффициент усиления фильтра K =1, а = . Следовательно, эта схема подобна схеме с МОС и предназначена только для фильтров второго порядка или звеньев, получаемых из звена нижних частот первого порядка.
Решая эти уравнения относительно значений сопротивлений при замене параметров , , и из (1.7), получаем
(1.17)
где C1 имеет произвольное значение. Определяемый уравнением (1.8) случай получается при подстановке С = 1. Можно выбрать значение емкости C1 (предпочтительно близкое к 10/f0 мкФ), а затем определить сопротивления.
Определенным преимуществом схемы на ИНУН является минимальное число элементов и неинвертирующий коэффициент усиления. Для Q>10 получается нежелательный разброс значений элементов. Следовательно, для обеспечения хороших рабочих характеристик значение Q должно быть меньше или равно 10. Недостатком этой схемы является ограничение на коэффициент усиления, который равен 1.
режекторный фильтр усилитель
2. Разработка структурной схемы
Режекторные фильтры создаются на основе каскадного соединения реализованных звеньев второго порядка.
Аппроксимации по Чебышеву и Баттерворту обеспечивают одинаковую скорость нарастания затухания в полосе задерживания. Однако абсолютное затухание на равных частотах существенно больше у фильтра Чебышева, и , следовательно, он имеет более узкую переходную область, чем фильтр Баттерворта. Также фильтр Чебышева I рода наиболее прост в реализации, и в полосе пропускания такого фильтра есть пульсации, отсутствующие в фильтрах других типов. Представим на рисунке 2.1 общую структурную схему режекторного фильтра.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 2.1
Определим среднюю частоту полосы задержания, относительно которой производится нормирование режекторного фильтра по частоте:
866Гц
и нормированную частоту для заданного затухания
? =
С помощью рисунка 2.2 устанавливаем, что требуемое подавление может обеспечить фильтр с полиномиальной чебышевской характеристикой при n = 4
Рисунок 2.2
Уточним, приведенную на рисунке 2.1 структурную схему. Так как при расчетах порядка функции мы получили значения n равные четырем, то в данном случае удобно будет использовать каскадное соединение звеньев второго порядка. В результате получим два каскада для нужного фильтра.
Рисунок 2.3
3. Расчет параметров элементов и узлов структурной схемы и подготовка технических требований к этим элементам и узлам
Рассмотрим теперь каждый элемент структуры и представим к нему необходимые требования.
Рассчитаем характеристики каскадов фильтра:
Первый каскад:
Примем =800 Гц и =500 Гц, тогда =1280 Гц;
П=f2-f1=1280-500=780 Гц - ширина полосы режекции.
- добротность звена фильтра.
Второй каскад:
Примем =1000 Гц и =1500 Гц, тогда =670 Гц;
П=f2-f1=1500-670=830 Гц - ширина полосы режекции.
- добротность звена фильтра.
Коэффициент усиления в полосе пропускания должен быть К=20 Дб.
Значит усилитель должен усиливать выходной сигнал в 10 раз.
Структурная схема примет вид:
4. Разработка принципиальной схемы устройства и расчет ее основных элементов и параметров
По расчетам режекторный фильтр получился 4 порядка. Передаточная функция режекторного фильтра Чебышева с порядком 4, будет содержать сомножители для каждого звена второго порядка.
Числа К1 и К2 представляют собой коэффициенты усиления двух режекторных звеньев и должны выбираться так чтобы выполнялось равенство К1*К2 = К
Для реализации фильтра используем схему режекторного фильтра 2-го порядка на ИНУН
Рисунок 4.1
Преимуществом схемы является минимальное число элементов и неинвертирующий коэффициент усиления. Недостатком этой схемы является ограничение на коэффициент усиления равный 1.
Для расчета 1 звена выполняем следующие шаги:
1) Выбираем С=1
2) Выбираем номинальное значение емкости С1 близкое к значению 10/f0 и вычислить сопротивления :
R1=1/2*?0*C*Q*C1
R2=2*C*Q/C1*?0
R3=R1*R2/(R1+R2)
3) Выбрать номинальные значения сопротивлений как можно ближе к вычисленным.
С=1; выберем значение С1. Оно должно быть близким к значению 10/f0мкФ.
мкФ
?0=2?f0=5024 рад с-1
Находим сопротивления.
R1=1/2*?0*C*Q*C1=8.2 кОм
R2=2*C*Q/C1*?0 = 33 кОм
R3=R1*R2/(R1+R2) = 6.2 кОм
Рассчитываем 2 звено по аналогии:
С=1; выберем значение С1. Оно должно быть близким к значению 10/f0мкФ.
мкФ
?0=2?f0=6280 рад с-1
Находим сопротивления.
R1=1/2*?0*C*Q*C1=6.8 кОм
R2=2*C*Q/C1*?0 = 39кОм
R3=R1*R2/(R1+R2) = 5.6 кОм
4.1 Замена операционного усилителя на дискретные компоненты
Заменим операционный усилитель с нулевой передачей по напряжению и почти нулевой передачей по току схемной реализацией с использованием дискретных компонентов. Так как активная часть ФНЧ и ФВЧ выполнена на основе ИНУН. Под это определение подпадает усилитель на основе полевого и биполярного транзисторов. Плюсы данной реализации - хорошие физические характеристики усилителя (большое входное сопротивление, следовательно усилитель не влияет на параметры внешней схемы, и низкое выходное, следовательно диапазон сопротивлений нагрузок расширяется, легко настраиваемый коэффициент усиления каскада)
Рисунок 4.2
Выберем полевой транзистор с p-n переходом и каналом n-типа серии КП302А.
Выберем биполярный транзистор p-n-p структуры серии КТ361А.
Построим схему в программе Electronics Workbench и посмотрим как она работает:
Рисунок 4.3
Предположим, что устройство работает при постоянной температуре.
Для предотвращения протекания через закрытый переход тока утечки установлен Rз. Выберем его значение Rз=1 МОм.
Резисторы Rи, Rс подберем опытным путем, у нас они получились по 510 Ом.
По осциллограмме выходного напряжения видно, что график повторяет входной сигнал, значит усилитель работает с коэффициентом усиления равным 1.
Посмотрим на рабочую точку:
Рисунок 4.3
Рисунок 4.4
4.2 Расчет усилителя
Используем усилитель рассчитанный в контрольной работе принципиальная электрическая схема которого представлена на рис 4.1, изменив его параметры под соответствие заданию:
K=20log20(дБ)=10 -коэффициент усиления усилителя
Рисунок. 4.5
Выберем номиналы резисторов:
С2-33Н-0,125-9,1 кОм±5%
С2-33Н-0,125-30 кОм±5%
С2-33Н-0,125-5,1 кОм±5%
С2-33Н-0,125-430 Ом±5%
С2-33Н-0,125-100 кОм±5%
С2-33Н-0,125-1,5 кОм±1%
Выберем конденсаторы:
К50-6-25В-1000 мкФ
к50-37-25в-100000мкФ
4.2 Выбор номиналов компонентов
В соответствии с ГОСТ 2825 - 67 выберем резисторы типа МЛТ с номинальной мощностью 0,125 Вт, металлодиэлектрические с металлоэлектрическим проводящим слоем, для навесного монтажа [4].
В соответствии с ГОСТ 2825 - 67 выберем керамические конденсаторы постоянной емкости типа К10-73 с номинальным напряжением 25 В [4].
5. Моделирование работы устройства
Для автоматизации исследования разработанной в курсовом проекте электронной системы использовалась программа Electronics Workbench v. 5.12 фирмы Interactive Image Technologies. Моделирование проводилось с использованием идеальных транзисторов из-за отсутствия в библиотеке транзисторов нужной спецификации. Результаты моделирования показали, что разработанный режекторный фильтр удовлетворяет требованиям технического задания.
Рисунок 5.1
Рисунок 5.2 - графопостроитель с АЧХ
Рисунок 5.3 - графопостроитель с ФЧХ
Таблица 5.1 - Частотная характеристика фильтра
Bode data for reject filter .ewb |
||||
column 1 frequency (Hz) |
||||
column 2 gain (dB) |
||||
column 3 gain (linear) |
||||
column 4 phase (degrees) |
||||
Frequency |
Gain (dB |
Gain |
Phase |
|
1.000000047497e-003 |
1.534183923e-001 |
1.000000047497e-003 |
-6.9212921112e-004 |
|
1.333521495502e-003 |
1.534183924e-001 |
1.333521495502e-003 |
-9.6027323620e-004 |
|
1.778279494503e-003 |
1.534183923e-001 |
1.778279494503e-003 |
-1.3085330810e-003 |
|
2.371373818296e-003 |
1.534183928e-001 |
2.371373818296e-003 |
-1.7659539740e-003 |
|
3.162277810369e-003 |
1.534183929e-001 |
3.162277810369e-003 |
-2.3706878493e-003 |
|
4.216965234581e-003 |
1.534183925e-001 |
4.216965234581e-003 |
-3.1731765830e-003 |
|
5.623413519001e-003 |
1.534183924e-001 |
5.623413519001e-003 |
-4.2403589608e-003 |
|
7.498942449505e-003 |
1.53418392e-001 |
7.498942449505e-003 |
-5.6612540697e-003 |
|
1.000000047497e-002 |
1.534183929e-001 |
1.000000047497e-002 |
-7.5543865580e-003 |
|
1.333521495502e-002 |
1.534183916e-001 |
1.333521495502e-002 |
-1.0077673314e-002 |
|
1.778279494503e-002 |
1.534183909e-001 |
1.778279494503e-002 |
-1.3441595868e-002 |
|
2.371373818296e-002 |
1.534183898e-001 |
2.371373818296e-002 |
-1.79267567787e-00 |
|
3.162277810369e-002 |
1.534183871e-001 |
3.162277810369e-002 |
-2.3907289929e-002 |
|
4.216965234581e-002 |
1.534183829e-001 |
4.216965234581e-002 |
-3.1882064810e-002 |
|
5.623413519001e-002 |
1.534183753e-001 |
5.623413519001e-002 |
-4.2516301987e-002 |
|
7.498942449505e-002 |
1.534183619e-001 |
7.498942449505e-002 |
-5.66970622778e-00 |
|
1.000000047497e-001 |
1.534183380e-001 |
1.000000047497e-001 |
-7.5607240961e-002 |
|
1.333521495502e-001 |
1.534182956e-001 |
1.333521495502e-001 |
-1.0082428669e-001 |
|
1.778279494503e-001 |
1.534182200e-001 |
1.778279494503e-001 |
-1.3445153611e-001 |
|
2.371373818296e-001 |
1.534180858e-001 |
2.371373818296e-001 |
-1.7929414499e-001 |
|
3.162277810369e-001 |
1.534178470e-001 |
3.162277810369e-001 |
-2.3909258533e-001 |
|
4.216965234581e-001 |
1.534174226e-001 |
4.216965234581e-001 |
-3.1883484740e-001 |
|
5.623413519001e-001 |
1.534166680e-001 |
5.623413519001e-001 |
-4.2517234559e-001 |
|
7.498942449505e-001 |
1.534153266e-001 |
7.498942449505e-001 |
-5.6697461683e-001 |
|
1.000000047497e+000 |
1.534129426e-001 |
1.000000047497e+000 |
-7.5606869646e-001 |
|
1.333521495502e+000 |
1.534087059e-001 |
1.333521495502e+000 |
-1.0082248463e+000 |
|
1.778279494503e+000 |
1.534011767e-001 |
1.778279494503e+000 |
-1.344469993e+000 |
|
2.371373818296e+000 |
1.533877943e-001 |
2.371373818296e+000 |
-1.7928366934e+000 |
|
3.162277810369e+000 |
1.533640093e-001 |
3.162277810369e+000 |
-2.3906890819e+000 |
|
4.216965234581e+000 |
1.533217315e-001 |
4.216965234581e+000 |
-3.1878102170e+000 |
|
5.623413519001e+000 |
1.532466027e-001 |
5.623413519001e+000 |
-4.2504852155e+000 |
|
7.498942449505e+000 |
1.531131592e-001 |
7.498942449505e+000 |
-5.6668661766e+000 |
|
1.000000047497e+001 |
1.528763465e-001 |
1.000000047497e+001 |
-7.5539369007e+000 |
|
1.333521495502e+001 |
1.524567581e-001 |
1.333521495502e+001 |
-1.0066353919e+001 |
Рисунок 5.4 - АЧХ режекторного фильтра
Заключение
В процессе выполнения курсового проекта по проектированию режекторного фильтра на дискретных компонентах были изучены основные принципы проектирования узлов. Были освоены основные приемы и инструментарий инженерного проектирования, а также методы грамотного оформления результатов проделанной работы.
Список использованных источников
Джонсон Д. и др. Справочник по активным фильтрам: Пер. с англ./Д. Джонсон, ДЖ. Джонсон, Г.Мур. - М.: Энергоатомиздат, 1983. -128 с.: ил.
Пиманов Е.П. Синтез активных RC - фильтров и исследование их частотных характеристик: учебное пособие. - Самара: СамИИТ, 2002
Бобровников Л.З. Электроника: Учебник для вузов. 5-е изд., перераб. и доп. - СПб.: Питер, 2004. - 560 с.: ил.
Аксенов А.И., Нефедов А.В, Резисторы, конденсаторы, провода, припои, флюсы: Справочное пособие. - М.: Солон-Р, 2000. - 239с.: ил.
Электротехника: Учеб. пособие для вузов/Под ред. В.С. Пантюшина. - М.: Высш.школа, 1976. - 560с.: ил.
Лачин В.И., Савелов Н.С. Электроника: учебное пособие. - Ростов н/Д:Феникс, 2002
Мамонкин И.Г. Усилительные устройства. Учебное пособие для вузов. Изд. 2-е, доп. и перераб. - М.:Связь,1977. - 360с.: ил.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Структурная и принципиальная схемы усилителя для фоторезистора. Проектирование входного устройства. Расчет масштабирующего усилителя, блока регулировки, усилителя мощности. Разработка фильтра нижних частот, режекторного фильтра, источника питания.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 10.12.2015Разработка структурной и принципиальной схемы. Анализ и расчет фильтра низких частот, режекторного фильтра и предварительного усилителя (неинвертирующего). Расчет усилителя мощности и блока питания (трансформатора и стабилизатора). Интерфейсная часть.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 22.12.2012Разработка и описание общего алгоритма функционирования цифрового режекторного фильтра на основе микропроцессорной системы. Обоснование аппаратной части устройства. Отладка программы на языке команд микропроцессора. Расчёт быстродействия и устойчивости.
курсовая работа [266,1 K], добавлен 03.12.2010Моделирование пассивных фильтров низкой частоты: однозвенных и двухзвенных. Пассивные и активные высокочастотные фильтры. Параметры элементов трехконтурного режекторного фильтра. Описание полосового фильтра активного типа. Электрическая схема фильтра.
лабораторная работа [1,1 M], добавлен 29.11.2010Проектирование схемы LC-фильтра. Определение передаточной функции фильтра и характеристики его ослабления. Моделирование фильтра на ПК. Составление программы и исчисление параметров элементов ARC-фильтра путем каскадно-развязанного соединения звеньев.
курсовая работа [824,9 K], добавлен 12.12.2010Расчет полосно-пропускающего фильтра Баттерворта, проверка его симметричности и коэффициента перекрытия. Определение передаточной функции проектируемого фильтра. Расчет каскадов, потребляемых токов, мощности, надежности. Выбор элементной базы устройства.
курсовая работа [343,5 K], добавлен 15.01.2015Характеристика активных фильтров, требования, предъявляемые к ним. Разработка принципиальной схемы полосового фильтра. Анализ технического задания и синтез схемы устройства. Реализация фильтра Баттерворта. Выбор элементов схемы и операционного усилителя.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 18.12.2015Аппроксимация амплитудно-частотной характеристики фильтра. Определение передаточной функции фильтра нижних частот в области комплексной частоты. Схемотехническое проектирование устройства и его конструкторская реализация в виде узла с печатным монтажом.
курсовая работа [330,8 K], добавлен 09.06.2015Эквивалентная схема цепи по переменному току. Комплексный коэффициент передачи по напряжению. Тип операционного усилителя, подходящего для реализации характеристик схемы. Расчет номиналов элементов, позволяющих реализовать заданные параметры фильтра.
контрольная работа [122,6 K], добавлен 17.10.2010Разработка активного фильтра низких частот каскадного типа. Свойства звеньев фильтра, понятие добротности полюсов его передаточной функции. Передаточные характеристики звеньев фильтра Чебышева. Выбор операционного усилителя и подбор сопротивлений.
курсовая работа [345,3 K], добавлен 05.11.2011Параметры избирательного усилителя. Выбор функциональной схемы устройства. Расчет основных узлов. Схема неинвертирующего усилителя. Оптимальный коэффициент усиления полосового фильтра. Номиналы конденсаторов и резисторов. Частотные характеристики фильтра.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 14.07.2013Разработка активного электрического фильтра Баттерворта 6-го порядка на основе идеального операционного усилителя (ОУ). Изучение проектирования фильтров при использовании современных методов расчета – программы Microcap. Построение АЧХ и ФЧХ фильтра.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 31.05.2010Параметры элементов и характеристики проектируемого фильтра. Частотное преобразование фильтра-прототипа нижних частот. Расчет полосно-пропускающих фильтров и сумматора. Кольцевые и шлейфные мостовые схемы, бинарные делители мощности, пленочные резисторы.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 22.01.2016Аналитическое выражение передаточной функции аналогового фильтра. Построение структурной схемы реализации цифрового фильтра прямым и каноническим способами. Определение реализационных характеристик фильтра. Проверка коэффициентов передаточной функции.
курсовая работа [604,4 K], добавлен 24.10.2012Проектирование режекторного фильтра с заданной амплитудно-частотной характеристикой и вычисление его коэффициентов. Графическое изображение воздействия и реакции на прямоугольный импульс. Метод взвешивания окном Кайзера. Спектры сигнала на входе фильтра.
курсовая работа [871,7 K], добавлен 21.01.2016Разложение периодического сигнала на гармоники. Расчет фильтра для полосы частот с согласованием на выходе с сопротивлением нагрузки Rн. Расчет передаточной функции по напряжению Ku(p), графики АЧХ и ФЧХ фильтра. Расчет переходной характеристики фильтра.
курсовая работа [465,5 K], добавлен 21.01.2009Разработка математической модели цифрового фильтра нижних частот. Структурная и электрическая принципиальная схемы системы с обоснованием выбора элементов. Время выполнения программы работы цифрового фильтра. Оценка инструментальной погрешности системы.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 13.06.2016Выбор и расчет блока питания всей схемы. Назначение усилительного устройства и его структура. Выбор и расчет параметров усилителя напряжения, параметров активного фильтра и усилителя мощности. Входное сопротивление усилителя. Параметры активного фильтра.
контрольная работа [125,9 K], добавлен 05.08.2011Разработка активного фильтра верхних частот на операционном усилителе: расчет, анализ, математическое и схемотехническое моделирование. Технологичность фильтра, определение отклонений характеристик при случайном разбросе номиналов электрорадиоэлементов.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 21.03.2013Аппроксимация частотной характеристики рабочего ослабления фильтра, по Баттерворту и Чебышеву. Реализация схемы ФНЧ-прототипа методом Дарлингтона, денормирование и расчет элементов схемы. Расчет и анализ частотных характеристик заданного фильтра.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 28.02.2015