Теория о фильтрах
Определение понятия фильтров для систем связи, характеристика их видов: полосовые, высших и нижних частот, режекторные, электронные, аналоговые. Их использование в конденсаторных преобразователях напряжения. Диапазон частот, пропускаемых фильтром.
Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
Вид | отчет по практике |
Язык | русский |
Дата добавления | 27.11.2014 |
Размер файла | 124,0 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/
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЯ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
‹ ‹ ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ› ›
ОТЧЕТ
По производственой практике
Волгоград 2013
Введение
Производственная практика является важным этапом подготовки квалифицированных специалистов. Она является видом учебно-вспомогательного процесса, в ходе которого закрепляется теоретические знания на производстве, происходит углубление знаний, полученных в процессе теоретической деятельности, их увязку с реальными условиями производства.
Целью производственной практики является изучение студентами реального предприятия и условий работы на нем: получение прикладных навыков в разработке и сопровождении программ, работа с информационными потоками и документооборотом, изучение вопросов научной организации труда и управления производством, техники безопасности и охраны труда; ознакомление с технологическим процессом в целом, сбор материалов для отчета.
В данном отчете представлены результаты производственой практики, которая проходила на предприятии ОАО НПК "Русская радиоэлектроника", в отделе Комьпьюторного проектирования в период c 8 июля по 22 июля 2013гг.
1. Описание производственой практики
Я студент Краснодарского Государственного Технического Университета (ДГТУ) Факультета радио технического и мультимедийных технологий (РТ и МТ) был отправлен на производственную практику в компанию ОАО НПК «Русская радиоэлектроника» на определенный срок с 08.07.2013 год по 22.07.2013год находившиеся в районе редукторного моста. На производственой практике меня встретил мой руководитель по производственой практике занимавший должность Заместитель директора научно-исследовательского института. Производственную практику я проходил в отделе Комьпьюторного проектирования он находится на втором этаже. фильтр связь диапазон частота
· 8.07. 2013 года. Ознакамлевался с техникой безопасности, еще руководитель по производственой практике показал мое рабочее место за 5 компьютором и ракрепил его за мной, ознакомление с рабочим местом.
· 9.07. 2013 года. Ознакамлеволся с измерительными приборами как: Вольтметр - это измерительный прибор служаший для измерения напряжения на участке цепи, Амперметр - это измерительный прибор служаший для измерения силы тока на участке цепи, Ватметр - это измерительный прибор служаший для измерения мощьности данного прибора (в нашем случае мошность фильтра), Осцилографом - это измерительный прибор служаший для отображения на люминесцентном экране электрических сигналов, Паяльными станция - это электрический инструмент для пайки элементов в интегральную схему. Подробно мы расматривали два вида паяльных станций: Термовоздушные, для пайки горячим воздухом с помощью термофена; Инфракрасные; , Генератором высоких частот (ГВЧ) - это прибор служаший для тестирования и настройки электрической цепи высокой частоты, Генератором низких частот (ГНЧ) ) - это прибор служаший для тестирования и настройки электрической цепи низкой частоты.
· 10.07. 2013 года. Мне дали личное задание по расчету фильтра и в дальнейшем его построении.
· 11.07. 2013 года. Ознакамлеволся с теорией фильтров (полосовые, вч и нч, режекторные), и как они построены.
· 12.07. 2013 года. Искал подходяший фильтр для приемных станций изучая при это графики и как они работают в сотруднечестве с другой аппаратурой в приемной станции ( все поиски велись с помощью литературы и интернета на специальных сайтах).
· 15.07. 2013 года. Наконец-то ки был найден такой фильтрор который подходит к данной схеме найден это режекторный фильтр.
· 16.07. 2013 года. Расчет элементов электрической цепи и давание им определеные номиналы для работы фильтра.
· 17.07. 2013 года. Ознакомление основ схемотехники, ознакомился с построением интегральных схем как макро так и микросхематикой.
· 18.07. 2013 года. После всех расчетов я отправился с руководителем производственой практике в отдел «Конструирования схемотехники», где он меня также закрепил за отдельным рабочим столом где я построил свой фильтр для приемной станции.
· 19.07. 2013 года. Тестирование моего фильтра в приемной станции и чучуть подстройка самого фильтра для дальнейшего использования.
· 22.07. 2013 года. В последний день своей производственой практике я отправился с дневником по производственой практике чтобы руководитель по производственой практике под писался и оценил меня в процессе производственой практикина предриянии ОАО НПК «Русская радиоэлектроника».
2. Техника безопасности и охраны труда
Вводный инструктаж по охране труда проводиться до начала работы со всеми вновь принимаемыми на постоянную работу, с временными работниками, с командированными, учащимися и студентами, прибывшими на производственное обучение или практику, независимо от их образования, стажа работы по данной профессии или должности.
Целью вводного инструктажа на предприятии является ознакомление с местными условиями труда, правилами внутреннего трудового распорядка и основными вопросами по охране труда.
Первичный инструктаж на рабочем месте проводится после вводного инструктажа до начала производственной деятельности (производственного обучения), руководителем подразделения предприятия.
Целью первичного инструктажа является ознакомление работников, студентов, учащихся с производственной обстановкой и безопасными условиями труда на конкретном рабочем месте.
Основными видами обучения мерам пожарной безопасности являются противопожарный инструктаж и изучение минимума пожарно-технических знаний
Таким образом, после проведенных инструктажей, эксплуатируя электрооборудование при выполнении трудовых обязанностей, необходимо иметь:
элементарное знакомство с эксплуатируемой электроустановкой;
знать основные меры предосторожности по охране труда, основам противопожарной защиты, соблюдать технические меры при выполнении работ;
иметь отчетливое представление об опасности поражения электрическим током;
иметь теоретические знания и практические навыки оказания первой доврачебной помощи пострадавшим от электротока, при пожаре.
О проведении всех видов инструктажей и производятся записи в соответствующем журнале регистрации инструктажей по охране труда, с обязательной подписью инструктируемого и инструктирующего.
Ответственных за ведение и хранение журналов регистрации инструктажей по охране труда, установленный приказом по предприятию, является начальник бюро по охране труда.
3. Индивидуальное задание на время практики
Во время производственой практии я должен был освойть построение фильтров для систем связи . Путем подсчета с помощью формул и графиков . И выбора самой оптимальной схемы. Также мне надо было ознакомится с приборами для построения фильтра.
Теория о Фильтр
Фильтр нимжних частомт (ФНЧ) -- один из видов аналоговых или электронных фильтров, эффективно пропускающий частотный спектр сигнала ниже некоторой частоты (частоты среза), и уменьшающий (подавляющий) частоты сигнала выше этой частоты. Степень подавления каждой частоты зависит от вида фильтра.
В отличие от фильтра нижних частот (НЧ), фильтр верхних частот пропускает частоты сигнала выше частоты среза, подавляя низкие частоты.
Реализация фильтров нижних частот может быть разнообразной, включая электронные схемы, программные алгоритмы, акустические барьеры, механические системы и т. д.
В схемах пассивных аналоговых фильтров используют реактивные элементы, такие как катушки индуктивности иконденсаторы. Сопротивление реактивных элементов зависит от частоты сигнала, поэтому, комбинируя такие элементы, можно добиться усиления или ослабления гармоник с нужными частотами.
Для звуковых волн твёрдый барьер играет роль фильтра нижних частот -- например, в музыке, играющей в другой комнате, легко различимы басы, а высокие частоты отфильтровываются (звук «оглушается»). Точно так же ухомвоспринимается музыка, играющая в закрытой машине.
Электронные фильтры нижних частот используются для подавления пульсаций напряжения на выходе выпрямителей переменного тока, для разделения частотных полос в акустических системах, в системах передачи данных для подавления высокочастотных помех и ограничения спектра сигнала, а также имеют большое число других применений.
Радиопередатчики используют ФНЧ для блокировки гармонических излучений, которые могут взаимодействовать с низкочастотным полезным сигналом и создавать помехи другим радиоэлектронным средствам.
Механические низкочастотные фильтры часто используют в контурах АВМ непрерывных систем управления в качестве корректирующих звеньев.
В обработке изображений низкочастотные фильтры используются для очистки картинки от шума и создания спецэффектов, а также при сжатии изображений.
Фильтр верхних частот (ФВЧ) -- электронный или любой другой фильтр, пропускающий высокие частоты входного сигнала, при этом подавляя частоты сигнала ниже частоты среза. Степень подавления зависит от конкретного типа фильтра.
Термины «высокие частоты» и «низкие частоты» в применении к фильтрам относительны и зависят от выбранной структуры и параметров фильтра.
Подобный фильтр используется для выделения высоких частот из сигнала и часто используется в обработке аудиосигналов, например в кроссоверах. Ещё одно важное применение фильтра верхних частот -- устранение лишь постоянной составляющей сигнала, для чего частоту среза выбирают достаточно низкой.
Фильтры верхних частот используются в простых бестрансформаторных конденсаторных преобразователях напряжения для понижения напряжения переменного тока. К недостаткам таких преобразователей относится их высокая чувствительность к импульсным помехам в источнике переменного тока, а также зависимость выходного напряжения от импеданса нагрузки.
Фильтры верхних частот используются в обработке изображений для того, чтобы осуществлять преобразования в частотной области (например, для выделения границ).
Используется также последовательное включение фильтра верхних частот с фильтром нижних частот (ФНЧ). Если при этом частота среза ФВЧ меньше, чем частота среза ФНЧ (то есть, имеется диапазон частот, в котором оба фильтра пропускают сигнал), получится полосовой фильтр (используется для выделения из сигнала определённой полосы частот).
Расчеты фильтров
Электрическим фильтром называется четырехполюсник, устанавливаемый между источником питания и нагрузкой и служащий для беспрепятственного (с малым затуханием) пропускания токов одних частот и задержки (или пропускания с большим затуханием) токов других частот.
Диапазон частот, пропускаемых фильтром без затухания (с малым затуханием), называется полосой пропускания или полосой прозрачности; диапазон частот, пропускаемых с большим затуханием, называется полосой затухания или полосой задерживания. Качество фильтра считается тем выше, чем ярче выражены его фильтрующие свойства, т.е. чем сильнее возрастает затухание в полосе задерживания.
В качестве пассивных фильтров обычно применяются четырехполюсники на основе катушек индуктивности и конденсаторов. Возможно также применение пассивных RC-фильтров, используемых при больших сопротивлениях нагрузки.
Фильтры применяются как в радиотехнике и технике связи, где имеют место токи достаточно высоких частот, так и в силовой электронике и электротехнике.
Для упрощения анализа будем считать, что фильтры составлены из идеальных катушек индуктивности и конденсаторов, т.е. элементов соответственно с нулевыми активными сопротивлением и проводимостью. Это допущение достаточно корректно при высоких частотах, когда индуктивные сопротивления катушек много больше их активных сопротивлений (), а емкостные проводимости конденсаторов много больше их активных проводимостей ( ).
Фильтрующие свойства четырехполюсников обусловлены возникающими в них резонансными режимами - резонансами токов и напряжений. Фильтры обычно собираются по симметричной Т- или П-образной схеме, т.е. при или . В этой связи при изучении фильтров будем использовать введенные в предыдущей лекции понятия коэффициентов затухания и фазы.
В соответствии с материалом, изложенным в предыдущей лекции, если фильтр имеет нагрузку, сопротивление которой при всех частотах равно характеристическому, то напряжения и соответственно токи на его входе и выходе связаны соотношением
В идеальном случае в полосе пропускания (прозрачности)
, т.е. в соответствии с (1) , и Следовательно, справедливо и равенство, которое указывает на отсутствие потерь в идеальном фильтре, а значит, идеальный фильтр должен быть реализован на основе идеальных катушек индуктивности и конденсаторов. Вне области пропускания (в полосе затухания) в идеальном случае, т.е. и
Рассмотрим схему простейшего низкочастотного фильтра, представленную на рис. 1,а
Связь коэффициентов четырехполюсника с параметрами элементов Т-образной схемы замещения определяется соотношениями
или конкретно для фильтра на рис. 1,а
Из уравнений четырехполюсника, записанных с использованием гиперболических
Однако в соответствии с (2) - вещественная переменная, а следовательно,
Поскольку в полосе пропускания частот коэффициент затухания то на основании (5)
Так как пределы изменения
:
- то границы полосы пропускания определяются неравенством
которому удовлетворяют частоты, лежащие в диапазоне
Для характеристического сопротивления фильтра на основании (3) и (4) имеем
Анализ соотношения (7) показывает, что с ростом частоты w в пределах, определяемых неравенством (6), характеристическое сопротивление фильтра уменьшается до нуля, оставаясь активным. Поскольку, при нагрузке фильтра сопротивлением, равным характеристическому, его входное сопротивление также будет равно , то, вследствие вещественности , можно сделать заключение, что фильтр работает в режиме резонанса, что было отмечено ранее. При частотах, больших , как это следует из (7), характеристическое сопротивление приобретает индуктивный характер.
На рис. 2 приведены качественные зависимости и Следует отметить, что вне полосы пропускания Действительно, поскольку коэффициент А - вещественный, то всегда должно удовлетворяться равенствоТак как вне полосы прозрачности , то соотношение (8) может выполняться только при В полосе задерживания коэффициент затухания определяется из уравнения (5) приСущественным при этом является факт постепенного нарастания , т.е. в полосе затухания фильтр не является идеальным. Аналогичный вывод о неидеальности реального фильтра можно сделать и для полосы прозрачности, поскольку обеспечить практически согласованный режим работы фильтра во всей полосе прозрачности невозможно, а следовательно, в полосе пропускания коэффициент затухания будет отличен от нуля.
Другим вариантом простейшего низкочастотного фильтра может служить четырехполюсник по схеме на рис. 1,б.
Схема простейшего высокочастотного фильтра приведена на рис. 3,а.
Для данного фильтра коэффициенты четырехполюсника определяются выражениями
Как и для рассмотренного выше случая, А - вещественная переменная. Поэтому на основании (9)
Данному неравенству удовлетворяет диапазон изменения частот
Характеристическое сопротивление фильтра
изменяясь в пределах от нуля дос ростом частоты, остается вещественным. Это соответствует, как уже отмечалось, работе фильтра, нагруженного характеристическим сопротивлением, в резонансном режиме. Поскольку такое согласование фильтра с нагрузкой во всей полосе пропускания практически невозможно, реально фильтр работает с в ограниченном диапазоне частот.
Вне области пропускания частот определяется из уравнения
при. Плавное изменение коэффициента затухания в соответствии с (14) показывает, что в полосе задерживания фильтр не является идеальным.
Качественный вид зависимостей и для низкочастотного фильтра представлен на рис. 4.
Следует отметить, что другим примером простейшего высокочастотного фильтра может служить П-образный четырехполюсник на рис. 3,б.
Полосовой фильтр формально получается путем последовательного соединения низкочастотного фильтра с полосой пропускания
и высокочастотного с полосой пропусканияпричем Схема простейшего полосового фильтра
приведена на рис. 5,а, а на рис. 5,б представлены качественные зависимости для него.
У режекторного фильтра полоса прозрачности разделена на две части полосой затухания. Схема простейшего режекторного фильтра и качественные зависимости для него приведены на рис.6.
В заключение необходимо отметить, что для улучшения характеристик фильтров всех типов их целесообразно выполнять в виде цепной схемы, представляющей собой каскадно включенные четырехполюсники. При обеспечении согласованного режима работы всех n звеньев схемы коэффициент затуханиятакого фильтра возрастает в соответствии с выражением , что приближает фильтр к идеальному.
Заключение о практике
За время прохождения производственной практики:
1) Получен практический опыт работы с технической документацией;
2) Ознакомился со свеми видами фильтров
3) Получил знания основ схемотехники
4) Ознакомился с измерительными приборами
5) Расчитал данные чтобы построить свой фильтр
6) Научился основам пайки
7) Построил свой фильтр для приемной станции
Список использованной литературы
1. Справочник по активным фильтрам: Пер. с англ./Д. Джонсон, Дж. Джонсон, Г. Мур. ? М.: Энергоатомиздат, 1983.
2. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника. М.: Высшая школа, 1991.
3. Быстров Ю.А., Мироненко И.Г. Электронные цепи и устройства. М.: Высшая школа, 1989.
4. Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. Л.: Энергия, 1980.
5. Разработка и оформление конструкторской документации РЭА: Справ. пособие/ Э.Т. Романычева, А.К. Иванов и др. М.: Радио и связь. 1984.
6. Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА: Справ./ Н.Н. Акимов, Е.П. Ващуков, В.А. Прохоренко, Ю.П. Ходоренок. Мн.: Беларусь, 1994.
7. Радиоэлектронные устройства: Справ./ Б.И. Горошков. М.: Радио и связь, 1984.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Общая характеристика и принцип действия фильтров нижних частот. Схема простейшего низкочастотного фильтра. Схематическое изображение пассивного RC-фильтра нижних частот и его амплитудно-частотная характеристика. Области применения данных фильтров.
презентация [3,2 M], добавлен 16.12.2013Способы решения задач синтеза. Этапы расчета элементов фильтра нижних частот. Определение схемы заданного типа фильтра с минимальным числом индуктивных элементов. Особенности расчета фильтр нижних частот Чебышева 5-го порядка с частотой среза 118 кГц.
контрольная работа [525,0 K], добавлен 29.06.2014Применение схемы фильтра второго порядка Саллена-Ки при реализации фильтров нижних частот, верхних частот и полосовых. Возможность раздельной регулировки добротности полюсов и частот среза как главное достоинство звеньев фильтров по заданной схеме.
реферат [614,8 K], добавлен 21.08.2015Особенности синтеза фильтров радиотехнической аппаратуры. Понятие, назначение, применение, типы и принципы проектирования активных фильтров. Анализ проблемы аппроксимации активных фильтров. Общая характеристика и схема фильтра низких частот Баттерворта.
курсовая работа [197,4 K], добавлен 30.11.2010Схемы фильтров верхних и нижних частот. Направления использования фильтров Бесселя, режекторного и полосового. Особенности использования операционного и инвертирующего суммирующего усилителей. Расчет сопротивлений и емкостей в полосовых фильтрах.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 01.03.2014Диапазон частот, пропускаемых фильтром без затухания. Частотно-избирательные электрические цепи, содержащие активные элементы. Обоснование состава элементов устройства и разработка принципиальной схемы. Принципиальная схема активного полосового фильтра.
курсовая работа [163,3 K], добавлен 23.06.2012Принцип действия операционного усилителя, определение его свойств параметрами цепи обратной связи. Схема усилителя постоянного тока с нулевыми значениями входного напряжения смещения нуля и выходного напряжения. Активные RC-фильтры нижних, верхних частот.
курсовая работа [488,7 K], добавлен 13.11.2011Конструкция электрических фильтров, технология их изготовления, принцип действия. Меры передачи и параметры фильтров. Использование их в системах многоканальной связи, радиоустройствах, устройствах автоматики, телемеханики. Фильтры нижних частот.
контрольная работа [179,0 K], добавлен 07.04.2016Физические основы и принцип действия широкополосных фильтров. Пример расчета фильтра нижних частот (ФНЧ) на заданные параметры. Полная принципиальная схема ФНЧ. Расчет промежуточного и оконечного полузвена. Построение полной характеристики затухания ФНЧ.
курсовая работа [878,6 K], добавлен 21.01.2011Расчет нормированных и ненормированных величин АЧХ фильтра. Разновидности фильтров нижних частот: с характеристиками затухания (Баттерворта), с равноволновыми характеристиками затухания (фильтры Чебышева), со всплесками затухания (фильтры Золотарёва).
реферат [264,8 K], добавлен 04.06.2009Функционирование рекурсивного цифрового фильтра нижних частот. Определение его быстродействия, импульсной и переходной характеристик. Составление и описание структурной и принципиальной схемы устройства. Разработка и отладка программы на языке ассемблера.
курсовая работа [323,8 K], добавлен 05.03.2011Изучение основных систем формирования дискретного множества частот в радиосвязи и общая характеристика параметров гармоничного сигнала. Определение назначения и описание принципиальных схем умножителей частот на транзисторном генераторе и на варикапах.
реферат [2,8 M], добавлен 12.05.2019Методика функционального проектирования аналоговых устройств. Схемотехническое проектирование. Особенности компоновки и распределения элементов узла с печатным монтажом, схемы фильтра нижних частот по типовым конструктивам. Чертёж печатной платы.
курсовая работа [827,3 K], добавлен 12.12.2014Характеристика фильтра низких частот. Фильтр Баттерворта, Чебышева и Бесселя. Определение порядка фильтра и количества звеньев. Структурная схема фильтра низких частот каскадного типа восьмого порядка. Основные номиналы элементов для четвертого звена.
контрольная работа [172,8 K], добавлен 29.05.2012Анализ свойств R-фильтров второго порядка. Особенность схемотехники звеньев R-фильтров нижних частот. Характеристика синтеза структур R-звеньев с дополнительными частотнозависимыми цепями. Синтез фильтра третьего порядка с дополнительными RC-цепями.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 05.03.2011Методы синтеза электрического фильтра нижних и верхних частот. Аппроксимация частотной характеристики рабочего ослабления фильтра. Реализация схемы фильтров по Дарлингтону. Денормирование и расчёт ее элементов. Определение частотных характеристик фильтра.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 23.01.2011Сущность принципа работы, исследование амплитудных, частотных характеристик и параметров активных фильтров нижних и верхних частот, полосно-пропускающих и полосно-задерживающих фильтров на интегральном операционном усилителе, их электрические схемы.
лабораторная работа [1,8 M], добавлен 10.05.2013Определение и классификация частотных фильтров. Область применения, преимущества и передаточная функция активных фильтров верхних частот. Методы каскадной и непосредственной реализации функции цепи, резонаторное использование операционных усилителей.
курсовая работа [69,9 K], добавлен 27.08.2010Разработка общего алгоритма функционирования цифрового фильтра нижних частот. Разработка и отладка программы на языке команд микропроцессора, составление и описание электрической принципиальной схемы устройства. Быстродействие и устойчивость фильтра.
курсовая работа [860,6 K], добавлен 28.11.2010Диапазон принимаемых частот, воспроизводимых частот радиоприемника. Избирательная система тракта сигнальной частоты. Расчет входной цепи с ферритовой антенной, усилителя радиочастоты, усилителя промежуточной частоты. Коэффициент устойчивого усиления.
курсовая работа [146,5 K], добавлен 06.12.2013