Исследование микрополоскового фильтра на встречных шпилечных резонаторах
Типы передающей линии, используемые для построения фильтров. Принципы интегральной схемотехники СВЧ цепей. Технология изготовления интегральных схем. Расчет микрополоскового фильтра. Моделирование МПФ с помощью программной среды AWR Design Environment.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 07.04.2015 |
| Размер файла | 543,2 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.
Таким образом, в данной четвертьволновой секции характеристическая Дfc, а следовательно и рабочая полоса пропускания определяется не абсолютным значением коэффициента связи К, а различием фазовых скоростей квази-Т-волн в системе связанных МПЛ при их четном и нечетном возбуждении. Степень различия электрических длин волн определяется отношением значений К1 на разных участках длины связанных МПЛ. При этом, чем выше значение К1, тем ближе располагаются полосы пропускания. Этим достигается в решетчатой секции взаимная независимость в определенных пределах ширины полосы пропускания и расположения полюса затухания на конечной частоте f8. Причем требуемая ширина полосы пропускания и заданное значение f8 могут быть реализованы при высоких значениях К>0.4, что обеспечивает малые зазоры между связанными МПЛ (S/H<0.2). Поэтому электромагнитное поле концентрируется вблизи связанных МПЛ, чем достигается решение проблемы электромагнитной совместимости элементов ИС при применении этой высокоизбирательной секции.
Отметим еще одну важную особенность, характерную для мостовых уравновешенных цепей. Известно, что только для минимальнофазовых цепей существует однозначная взаимосвязь между рабочим затуханием и фазочастотной характеристикой, которая отражается интегральным преобразованием Гильберта. В [18] показано, что для симметричных реактивных цепей как минимально-, так и неминимально-фазового типа существует косвенная взаимосвязь между Ap и t. Используя соотношения (2) и (3), легко показать, что любой симметричный реактивный четрырехполюсник имеет ненулевой экстремум рабочего затухания Ар(fm)?0 тогда и только тогда, когда ta(fm)=tb(fm). Именно на этом граничном числе частот fm содержится наиболее ценная информация о Ар, характеризующая неравномерность затухания в полосе пропускания и минимальные уровни затухания в полосе заграждения. Это позволяет ускорить процесс анализа, структурного синтеза и параметрической оптимизации МПФ.
3.3 Структуры и практическая реализация высокоизбирательных МПФ
Структуры фильтров высоких порядков формируются обычно путем каскадного соединения базовых элементов или за счет использования многопроводных систем при определенных краевых условиях на концах связанных МПЛ. Многопроводные структуры можно рассматривать в первом приближении как совокупность электромагнитно взаимодействующих базовых элементов. Разумеется, что при использовании, как того, так и другого принципов построения МПФ их структуры должны формироваться так, чтобы в них сохранялись достоинства элементного базиса.
Стремление целесообразно распорядиться эффектом неравенства фазовых скоростей так, чтобы повысить предельную частоту избирательности МПФ, приводит к структурам, базовыми элементами которых являются высокоизбирательные четвертьволновая (рис. 3.4.1г,д) или полуволновая (рис. 3.4.1б) канонические решетчатые секции. Эти структуры можно рассматривать как результат определенной эволюции традиционных фильтров на параллельно связанных полуволновых резонаторах (рис. 3.4.1а), хотя в основе их построения лежат совершенно разные принципы действия.
а) б)
в) г) д)
Рис. 3.4.1. Традиционные (а, б) и нетрадиционные (б, г, д) структуры МПФ.
В отличие от этих фильтров и фильтров на встречных шпилечных резонаторах (рис 3.4.1 г,д) помимо очевидной их компактности формируются полюсы затухания на конечных частотах без введения каких-либо избыточных элементов или дополнительных путей передачи энергии. Рассматриваемые структуры реализуют эллиптические, квази и псевдоэллиптические характеристики.
Разработанные методы анализа и синтеза МПФ на сонаправленных шпилечных резонаторах реализованы в САПР «ПОЛЮС СВЧ». В рамках этой системы по исходным требованиям, предъявляемым к рабочему затуханию и коэффициенту стоячей волны (КСВ), автоматически выбирается с учетом потерь в МПЛ, минимальное необходимое число элементов (решается задача апроксимации), определяются их волновые параметры и проводится путем последовательных приближений оптимизация последних с учетом условий их физической осуществимости (для планарной структуры двух связанных МПЛ должны выполняться следующие необходимые условия: Zoe>Zoo; K<0.6; 1.05<Voo/Voe<1.12). В конечном итоге синтезируется топология структуры МПФ. При этом синтезе МПФ, расчет и оптимизация частотных зависимостей рабочего затухания, КСВ и ГВЗ осуществляются с учетом эффекта неравенства фазовых скоростей четной и нечетной волн, концевых укорачивающих емкостей и неоднородностей. Структура МПФ может быть синтезирована в рамках САПР для различных типов подложек с относительной диэлектрической проницаемостью 2<еr<80.
С целью выявления потенциально достижимых параметров МПФ на сонаправленных шпилечных резонаторах, а также возможность разработанной САПР. Приведем результаты проектирования и практической реализации фильтров высоких порядков. На рис. 3.4.2 и рис. 3.4.3 представлены структуры МПФ, реализующие квази- и псевдоэллиптические характеристики. Согласование этих МПФ с сопротивлением нагрузки R=50 Ом осуществляются шлейфными К-инверторами. МПФ выполнены на подложках с относительной диэлектрической проницаемостью еr =9.8 и толщиной H=1 мм. Крайние решетчатые секции МПФ с квазиэллиптической АЧХ формируют полосы затухания в области нижних частот на границе заданной полосы заграждения, а центральные - в области верхних частот. Минимальное расстояние между связанными МПЛ имеет решетчатая секция 4 и оно составляет S/H=0.11. МПФ с псевдоэллиптической АЧХ обеспечивает в заданной области заграждения рекордный для микрополосковых структур уровень затухания более 100 дБ.
Рис. 3.4.2. Выходной МПФ тракта гетеродина и его теоретическая (--------) и экспериментальная (- - -) частотные зависимости рабочего затухания.
Рис. 3.4.3. Входной МПФ приемного устройства и его теоретическая (----) и экспериментальная (- - -) частотные зависимости рабочего затухания.
Глава 4.Технология изготовления интегральных схем
Современный научно-технический прогресс невозможен без радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), которая широко используется как при планировании и управлении производством, так и в автоматизации производственных процессов, в научных исследованиях.
В развитии радиоэлектронной аппаратуры можно выделить несколько этапов, на которых количественные изменения в технологии изготовления отдельных элементов РЭА вызвали качественные изменения в технологии сборки и монтажа радиоэлектронных приборов в целом.
На первом этапе основными элементами РЭА были резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, электровакуумные и позже полупроводниковые приборы. Все эти элементы изготовляли в виде конструктивно законченных деталей, укрепляемых на шасси с noмощью опорных поверхностей, а их выводы соединяли соответствующим образом проводниками с помощью пайки. В дальнейшем этот вид монтажа получил название навесного монтажа.
На втором этапе, когда появился метод печатного монтажа, удалось уменьшить габариты РЭА и повысить ее надежность.
Развитие метода печатного монтажа привело к появлению интегральных микросхем. В печатных платах сначала заменили резисторы токоведущими дорожками из материала с большим удельным электрическим сопротивлением, затем конденсаторы - разрывами в токоведущих дорожках, заполненными соответствующим диэлектриком. Такие платы с подпаянными к ним бескорпусными полупроводниковыми приборами получили название гибридных интегральных микросхем.
Появление на третьем этапе развития РЭА интегральных микросхем открыло перед радиоэлектроникой практически неограниченные возможности.
Развитие технологии изготовления интегральных схем шло по пути возрастания их сложности, увеличения числа элементов, степени интеграции. В результате этого появились сначала большие (БИС), а затем и сверхбольшие (СБИС) интегральные схемы. В перспективе ожидается, что в кристалле размером 12х12 мм число элементов достигнет I млн.
Каждый новый этап развития технологии изготовления РЭА не отрицал и не исключал ранее разработанную технологию и ранее применявшиеся элементы РЭА, а дополнял и обогащал ее, обеспечивал качественно новый уровень разработки, изготовления и эксплуатации аппаратуры. Поэтому наряду с интегральными микросхемами в новых разработках широко используются в качестве элементов РЭА и дискретные транзисторы и электронные лампы. При решении каждой конкретной задачи при выборе элементной базы и соответствующей ей технологии изготовления радиоэлектронного устройства необходимо учитывать достоинства и недостатки каждого поколения РЭА.
В основе критериев для выбора той или иной технологии лежат такие характеристики радиоэлектронных устройств как величина выходной мощности, диапазон используемых частот, требуемое быстродействие, требования к надежности, условия эксплуатации и др.
В процессе разработки планарной технологии ИС в течение очень короткого времени были созданы многочисленные уникальные технологии, о которых мало кто знает.
Начнем со слитков кремния. Слитки кремния выращиваются методом Чохральского из расплава с различной ориентацией кристаллов, различным удельным сопротивлением и проводимостью р- и n- типа.
Буквально за несколько лет диаметр слитков увеличился с 40 мм до 150-300 мм. Разработаны установки для резки слитков на пластины. От полотен и наждака технология шагнула к дискам с внутренней режущей алмазной кромкой. Диски вращаются с большой скоростью, а слиток, ориентированный в заданной плоскости, нарезается на пластинки. Далее идет шлифовка и полировка пластин кремния таким образом, чтобы на поверхности не было рельефа и разрушенного слоя, а также царапин, сколов и т.д. Эта технология по классу обработки поверхности выше, чем в оптической промышленности при обработке линз или призм.
Следующая операция - химическая обработка пластин. Все химреактивы имеют марку ОСЧ (особо чистые), а используемая вода - деионизованная с удельным сопротивлением порядка 15-20 МОм.
Одна из важнейших операций в планарной технологии - это окисление кремния. На поверхности пластины получают защитный окисел с заданными толщиной (от 0,01 мкм до 1 мкм) и значением положительного заряда в окисле, а также его стабильностью во времени. Разработаны уникальные высокотемпературные печи с кварцевыми трубами. Печи многоканальные. Длина труб несколько метров, а их диаметр зависит от диаметра пластин. Точность поддержания температуры 0,5 °С в диапазоне от 500 до 1200 °С. Используется архичистый кварц как для труб, так и для оснастки.
Окисление может быть влажным, сухим и комбинированным. Выращенный окисел контролируется по параметрам - толщине, заряду, пористости.
По термически выращенному окислу осуществляют операцию "фотолитография" (ФЛГ). Для этой операции разработано оптическое оборудование, установки совмещения и экспонирования, послойные фотошаблоны с рисунками топологии ИС и фоторезист (ФР), чувствительный к ультрафиолетовому свету. Очевидно, имеется и набор оборудования для изготовления самих фотошаблонов.
Разработаны технологические линии нанесения ФР на поверхность пластин, задубливания и сушки его после экспонирования, проявления, задубливания, травления, промывки, сушки и удаления ФР.
Как правило, число операций ФЛГ в технологии колеблется от 6 до 15, и это обстоятельство предъявляет чрезвычайно высокие требования к фотошаблонам (ФШ). Иногда ФШ поставляются комплектом сразу 15 штук.
Сначала с тех участков. Где должен быть получен контакт с кремнием, удаляется SiO2 .Затем на поверхность наносится слой металла. Для этого обычно используется испарение твердого источника путем бомбардировки электронным пучков в вакуумной камере или распыление (бомбардировка ионами) в камере низкого давления. Испаренные атомы металла попадают на пластины, где они конденсируются в виде однородной пленки. Затем металл, обычно алюминий или алюминиевый сплав (например, алюминий с небольшими добавками кремния или меди), с помощью фотолитографии и травления удаляется, как это было описано выше, с тех участков, где его не должно быть. Алюминий обычно травится в растворах, содержащих фосфорную кислоту, или удаляется методом сухого травления.
По мере уменьшения размеров приборов требования к металлизации становятся все более жесткими. Самые обычные методы систематического уменьшения размеров элементов ИС (масштабирование) приводят к увеличению плотности тока в межсоединениях. Если размеры прибора на поверхности уменьшаются в К раз, масштабируемый ток должен уменьшится в то же число раз. Однако поперечное сечение межсоединений уменьшается в К2 раз, так что плотность тока, протекающего через межсоединения, увеличивается в К раз. Это увеличение приводит к росту падения напряжения в межсоединениях, так что меньшая доля приложенного внешнего напряжения будет эффективно действовать на прибор, входящий в ИС. Чтобы уменьшить этот эффект, важно уменьшать удельное сопротивление материала.
В случае МОП ИС, но иногда также и в биполярных схемах, один слой межсоединений может создаваться из поли кристаллического кремния, а для другого применяется алюминий. При использовании этих двух слоев соединений в сочетании с возможным созданием диффузионных соединительных дорожек на поверхности кремниевой пластины ток может переноситься в трех различных уровнях. В тех схемах, которые содержат много тысяч приборов, такая степень свободы является необходимой. В еще более сложных схемах может также использоваться и второй слой металла.
Однако удельное сопротивление поликристаллического кремния не может быть меньше 500 мкОм•см, так что вдоль длинных поликремниевых проводников могут возникать значительные падения напряжения. Быть может, еще более важным является то, что RC постоянные времени, связанные с сопротивлением длинного поликремниевого межсоединения и его емкостью по отношению к подложке, могут замедлить прохождение сигнала через ИС. Поэтому для создания межсоединений начинают использоваться другие материалы, обладающие более высокой проводимостью. Чем кремний. Используются силициды тугоплавких металлов, такие как силицид вольфрама Wsi2.
И силицид титана Tisi2 , а также сами тугоплавкие металлы.
В межсоединениях имеет место явление, влияющее на надежность ИС, которое называется электромиграцией. Это явление может привести через несколько сотен часов успешной работы схемы к ее отказу, выражающемуся в обрыве межсоединения.
Электромиграция представляет собой перемещение атомов проводящего материала в результате обмена количеством движения между подвижными носителями и атомной решеткой. В алюминии движущиеся электроны соударяются с атомами и толкают их по направлению к положительно смещенному электроду. В результате алюминий скапливается вблизи этого электрода и уходит из других частей проводника, в особенности из участков, расположенных около пересечения границ зерен в поликристаллической алюминиевой пленке. Этот перенос материала со временем приводит к образованию пустот в пленке и к обрыву межсоединения. Электромиграция происходит быстрее при более высоких плотностях токов и в местах с большими градиентами температур. Для алюминия электромиграция может стать причиной отказа при плотностях тока выше 105А\см2.
Электромиграцию можно уменьшить, если добавить в алюминий небольшое количество другого металла, например меди. При этом будет подавлено перемещение атомов алюминия вдоль границ зерен. Добавление 2-3% меди может увеличить токонесущую способность в течение длительных интервалов времени на два порядка величины без значительного увеличения удельного сопротивления пленки. Другой путь борьбы с электромиграцией может заключаться в использовании для металлизации тугоплавких металлов, таких, как вольфрам.
При выборе материала для межсоединений помимо удельного сопротивления и устойчивости к электромиграции надо принимать во внимание следующие требования: 1) способность образовывать омические контакты с кремнием как п так и р- типа, 2) стабильность контакта с кремнием после завершения изготовления схемы, 3) адгезию к кремнию и двуокиси кремния,4) возможность создания рисунка с помощью известных методов фотолитографии и травления (особенно сухого травления),
5) антикоррозионную устойчивость при взаимодействии с окружающей средой, 6) возможность приварки выводов при сборке в соответствующий корпус, 7) качество перекрытия ступенек, встречающихся на поверхности ИС, и 8) возможность нанесения на поверхность без ухудшения характеристик приборов. Уже имеющегося в ИС, материала, удовлетворяющего всем этим требованиям, не существует, но алюминий и его сплавы удовлятворяют им в такой степени, что широко используется в производстве. Однако, по мере ужесточения требований к межсоединениям ограничения алюминия (особенно связанные с электромиграцией) становятся все более очевидными, и в связи с этим продолжается поиск других материалов, его заменяющих[18].
После нанесения слоя металлизации и формирования соединений пластина помещается в низкотемпературную печь, и при температуре около 450 градусов С происходит термообработка, обеспечивающая хороший омический контакт металла с кремнием. Эта обработка позволяет также улучшить качество границы раздела Si=SiO2 . После окончания операций по формированию межсоединений изготовление пластины с ИС завершено.
Глава 5. Расчет микрополоскового фильтра на основе встречных шпилечных резонаторах
Рассмотрим полоснопропускащий микрополосковый фильтр (МПФ), принцип действия которого основан на использовании эффекта неравенства фазовых скоростей нормальных волн в связанных микрополосковых линиях (МПЛ). Отличительной особенностью этого МПФ является формирование полюсов затухания на конечных частотах вблизи полосы пропускания, что позволяет повысить предельную частотную избирательность микрополосковых структур без увеличения потерь и неравномерности группового времени запаздывания в полосе пропускания. Качество фильтра считается тем выше, чем ярче выражены его фильтрующие свойства, т.е. чем сильнее возрастает затухание в полосе задерживания.
МПФ представляет собой структуру на встречных шпилечных резонаторах, образованную каскадным соединением четвертьволновых решетчатых секций на нерегулярных связанных МПЛ и оконечных трансформаторов сопротивлений, выполненных в виде К-инверторов. Каждое из этих звеньев формирует полюс затухания в области верхних или нижних частот. Шпилечный фильтр представляет собой полуволновые проводящие линии, согнутые в виде шпильки или буквы U. Формируют фильтр с помощью «шпилек», повернутый относительно соседних на 180°. Связь между концами соседних резонаторов считается сильнее связи между концами одного резонатора, но эта слабая связь на высоких частотах все равно учитывается.
Для того, чтобы смоделировать полосовой фильтр максимально близким к желаемому, нам требуется найти затухание в полосе пропускания.
1) Построим идеальную АЧХ фильтра (рис. 5.1), к которой мы хотим максимально приблизить АЧХ нашего смоделированного фильтра.
Рис. 5.2«Идеальная характеристика передачи фильтра»
2) Рассчитаем центральную частоту:
f0=(3700+4200)/2=3950 МГц
3) Найдем относительную ширину полосы пропускания:
щ= (4200-3700)/3950 = 0,126
4) Относительная ширина полосы S, в пределах которой затухание должно достигнуть заданного высокого уровня (LA)S, находится по формуле
щS= (4700-3200)/3950 =0,379
5) Определяем, какое количество резонаторов потребуется в фильтре для выполнения требований ТЗ.
Знаем, что затухание в пределах относительной ширины полосы S (LA)S=40дБ, щ и щS были вычислены выше, поэтому из формулы (4.8) можно найти выражение для нахождения n.
n=(40+6,02)/20lg(0,379/0,126) =4,81
Округлим до n=5, чтобы было нечетное количество резонаторов для согласования фильтра по входу и выходу.
Рассчитаем потери в середине полосы по формуле
(LA)0? {4,343 n antilg[((LA)S+6,02 )/(20n)]}/{ S Qu}, дБ
(LA)0=(4,343*5*10^((40+6,02)/20*5)/(0,379*200)=0.28 дБ
Теперь у нас есть все параметры для задания необходимой характеристики фильтра в программе AWR Design Environment (Microwave Office).
Глава 6. Моделирование МПФ с помощью программной среды AWR Design Environment (Microwave Office)
6.1 AWR Design Environment (Microwave Office)
Возможности, которые предоставляют современные компьютеры разработчикам радиоаппаратуры, позволяют говорить не только об анализе, но и синтезе устройств СВЧ на электродинамическом уровне. Развитие и реализация методов анализа нелинейных устройств, в скором будущем, приведут к исключению всякого рода упрощений, типа линеаризации и квазинелинейного подхода в моделировании СВЧ устройств. Моделирование более приближается к электрофизическому представлению всех электронных приборов, входящих в микросхему. Измерительные стенды, оснащенные самыми современными программами, к которым относится и Microwave Office, позволяют свести процесс проектирования сложной СВЧ конструкции по времени до месяца со дня получения задания и кончая экспериментальным образцом.
Среда проектирования программы Microwave Office (MWO) внешне ничем не отличается от обычных Windows-программ. То, что компания AWR с самого начала ориентировалась на ОС Windows 95 и NT, а позднее Windows 2000, позволило сфокусировать основное внимание на разработке алгоритмов моделирования и не тратить время на разработку оригинального пользовательского интерфейса.
Проект MWO состоит из частей, описанных как электрические схемы, подсхемы, текстовые файлы, а также блоки, анализируемые, используя электродинамический метод расчета. Эта особенность MWO переводит проектирование СВЧ устройств на более высокий качественный уровень, по сравнению с программами Touchstone, Libra, MMICAD, и др., использующими методы, основанные на объединении матриц, каждая из которых рассчитывается методами теории цепей.
Если в проекте используется только схема, то в программе MWO также применяются методы теории цепей (или метод Олинера, если в моделях учитываются неоднородности, неизбежно имеющиеся в местах соединения элементов). Другой метод расчета, используемый в MWO для СВЧ структур, является электродинамическим и реализован в подпрограмме, имеющей название EMSight.
Решение электродинамической задачи в EMSight основано на решении в спектральной области уравнений Максвелла, сформулированных для трехмерного устройства, находящегося в прямоугольном корпусе, заполненном планарными кусочно-ломанными слоистыми средами. Четыре боковые стенки прямоугольного корпуса всегда являются идеально проводящими. Верхняя и нижняя границы корпуса могут моделироваться как идеально проводящие поверхности, поверхности с потерями или как бесконечные волноводы (в Z-направлении).
Полная задача электромагнитного моделирования всегда разделяется на набор задач в отдельных блоках, в которых можно численно решить уравнения Максвелла. Электромагнитные моделирующие программы традиционно относятся к трем категориям: «2-D», «3-D» и «2.5-D».
2-D моделирующие программы могут анализировать только непрерывные структуры, бесконечные в одном направлении. Практически, к этому классу относятся лишь идеальные линии передачи и некоторые волноводные задачи. 2-D моделирующее устройство анализирует планарные структуры и определяет постоянную распространения однородного отрезка линии, волновое сопротивление и коэффициент связи. 2-D моделяторы -- самые быстрые, но наиболее ограниченные.
3-D моделирующие программы могут анализировать практически любую структуру и предназначены для расчета планарных конфигураций с коаксиальным T-соединением и других трехмерных задач. 3-D моделирующие устройства могут анализировать почти любую задачу, но они требуют большего времени и больших вычислительных затрат.
2.5-D моделирующие программы разработаны в основном для планарных схем (содержащих микрополосковые, полосковые линии и т. п.). В то же время они менее гибкие, чем 3-D программы, но работают намного быстрее и идеально подходят для микрополосковых линий, полосковых и других подобных конфигураций.
EMSight выполнен как моделирующее устройство 2.5-D. Он может решать планарные задачи, а также задачи с перемычками через отверстия и другими Z-направленными токами. Таким образом, эта программа классом выше, чем 2.5-D моделяторы, которые не предполагают задания Z-направленных токов. Фактически, EMSight можно рассматривать как 3-D моделирующее устройство, потому что он может учитывать токи, текущие в Z-направлении.
Программа MWO рассчитывает и выводит следующие характеристики:
* любой параметр (S, Y, Z, H, G, ABCD) или всю матрицу;
* максимальный коэффициент усиления, коэффициент устойчивости и т. д.;
* импедансы, КСВ и постоянные распространения линий со стороны портов;
* резонансные частоты корпуса для TE и TM типов волн;
* полюсы и нули частотной характеристики;
* окружности устойчивости, равного коэффициента передачи и коэффициента шума, обеспечивая проектирование каскадов и согласующих цепей с помощью диаграммы Смита.
Характеристики выводятся в виде модуля, фазы, действительной или мнимой составляющей, используя логарифмическую (DB) или линейную шкалу. Режим интерполяции позволяет показывать сглаженные характеристики, рассчитанные по небольшой выборке данных. Возможно чтение данных непосредственно с графика, используя курсор данных.
6.2 Моделирование фильтра в MWO
Рис. 6.2.1 Схема «идеального» шпилечного фильтра
Рис.6.2.2 Топологическая схема «идеального» шпилечного фильтра.
Рис. 6.2.3 Схема реального фильтра на встречных шпилечных резонаторах.
Рис.6.2.4 Частотные характеристики фильтра до настройки.
Рис. 6.2.5 МПФ после оптимизации на подложке из фторопласта H=0.5 мм.
Рис 6.2.6 Топологическая схема реального фильтра на подложке из фторопласта.
1
Рис 6.2.7 Шпилечный фильтр на подложке из поликора H=0.5мм.
Рис 6.2.8 Топологическая схема фильтра на поликоровой подложке H=0.5мм
Рис 6.2.9 Шпилечный фильтр на подложке из фторопласта H=1мм.
Рис 6.2.10 Топологическая схема фильтра на подложке из фторопласта H=1
Проанализируем графики для полосы пропускания фильтра при различной толщине подложек Н=0.5мм и Н=1мм (фторопласт и поликор). Видно, что оптимальный вариант проектирования фильтра на подложке из фторопласта H=0.5мм. В результате исследования и проектирования встречно направленного шпилечного фильтра удалось уменьшить габаритные размеры фильтра с 12.7Ч3048 мм до 17.5 Ч15.5мм, что для микрополосковых устройств является не маловажным фактором.
Глава 7. Охрана труда
7.1 Оценка возможных опасных и вредных производственных факторов
Охрана труда - система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, которые обеспечивают безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда.
Реальные производственные условия характеризуются, как правило, наличием некоторых опасных и вредных производственных факторов.
Опасный производственный фактор - это фактор, воздействие которого на работающего, приводит к травме или другому внезапному, резкому ухудшению здоровья. К резкому ухудшению здоровью можно отнести отравление, облучение, тепловой удар и др.
Вредный производственный фактор, воздействие которого на работающего приводит к заболеванию или снижению работоспособности. В зависимости от уровня и продолжительности воздействия вредный производственный фактор может стать опасным.
При проектировании и организации работы в производственных цехах (ПЦ) необходимо учитывать опасные и вредные факторы.
К опасным производственным факторам относятся:
1.электроопасность
2.пожароопасность
3.движущиеся машины и механизмы
4.отлетающие частицы обрабатываемого материала и инструмента
К вредным производственным факторам относятся:
1.повышенный уровень шума и вибрация
2.повышенная или пониженная температура внешней среды
3.отсутствие или недостаток естественного света
4.недостаточная освещенность рабочей зоны
5.статическое электричество
6.ионизирующее излучение, ионизация воздуха
7.электромагнитные, электростатические и переменные магнитные поля
8.микроклиматические параметры и чистота воздуха.
Уровни воздействия вредных производственных факторов на работающих нормированы предельно-допустимыми уровнями, значения которых указаны в соответствующих стандартах системы стандартов безопасности труда и санитарно-гигиенических правилах.
Предельно допустимое значение вредного производственного фактора (по ГОСТ 12.0.002-80) - это предельное значение величины вредного производственного фактора, воздействие которого при ежедневной регламентированной продолжительности в течение всего трудового стажа не приводит к снижению работоспособности и заболеванию, как в период трудовой деятельности, так и к заболеванию в последующий период жизни, а также не оказывает неблагоприятного влияния на здоровье потомства.
7.2 Обеспечение безопасности и охраны труда на предприятиях
А. Электробезопасность.
Любое из воздействий тока может привести к электрической травме, вызванной воздействием электрического тока или электрической дуги [ГОСТ 12.1.009-76]. Опасность поражения электрическим током зависит от ряда факторов: величина и частота тока, время воздействия, пути прохождения тока через организм, индивидуальных особенностей человека (физическое развитие, масса тела, возраст и пр.)
Меры по обеспечению электробезопасности:
1.организационные - строгое выполнение ряда организационных и технических мероприятий и средств, установленных «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей и правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителями» (ПТЭ и ПТБ потребителей) и «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ);
2. технические, к которым относятся: электрическую изоляцию токоведущих частей, защитное заземление, зануление, выравнивание потенциалов, защитное отключение, электрическое разделение сети, малое напряжение, двойная изоляция. Использование этих средств в различных сочетаниях позволяет обеспечить защиту людей от прикосновения к токоведущим частям, от опасности перехода напряжения на металлические нетоковедущие части, от напряжений шага.
Критерии электробезопасности и соответствующие им уровни допустимых токов устанавливает ГОСТ 12.1.038-82.
Первый критерий - неощутимый ток, который не вызывает нарушений деятельности организма и допускается для длительного (не более 10 минут в сутки) протекания через тело человека при обслуживании электрооборудования. Для переменного тока частотой 50 Гц он составляет 0,3 мА, для постоянного - 1 мА.
Второй критерий - отпускающий ток. Действие такого тока на человека допустимо, если длительность его протекания не превышает 30 с. Сила отпускающего тока: для переменного тока - 6 мА, для постоянного - 15 мА (неболевое значение).
Третий критерий - фибрилляционный ток, превосходящий пороговый фибрилляционный ток и действующий кратковременно до 1с.
Сила тока в зависимости от длительности воздействия для переменного тока промышленной частоты и постоянного тока приведена в таблице.
Таблица 6.2.1.
|
t, c |
1,0 |
0,5 |
0,2 |
0,1 |
0,08…0,01 |
|
|
I ~, мA |
50 |
100 |
250 |
500 |
650 |
|
|
I =, мА |
200 |
250 |
400 |
500 |
650 |
ГОСТ 12.1.009-76 ССБТ. Электробезопасность. Термины и определения.
ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление и зануление.
ГОСТ 12.1.038-82 ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов.
ГОСТ 12.1.019-79 ССБТ. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты.
ГОСТ 12.3.019-80 ССБТ. Испытания и измерения электрические. Общие требования безопасности
ГОСТ 12.3.032-84 ССБТ. Работы электромонтажные. Общие требования безопасности.
ГОСТ 12.4.155-85 ССБТ. Устройство защитного отключения. Классификация. Общие технические требования.
ГОСТ 12.2.007.0-75 ССБТ. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности.
Б. Пожаробезопасность.
Пожар - неконтролируемое горение во времени и пространстве, наносящее материальный ущерб и создающее угрозу жизни и здоровью людей. В современном электронном оборудовании высокая плотность размещения элементов электронных схем, близость друг к другу соединительных проводов, коммутационных кабелей представляют серьезную пожароопасность. Источником пожара может быть короткое замыкание, искрение или, например, чрезмерный нагрев.
Опасные факторы при пожаре:
1.открытый огонь и искры;
2.повышенная температура;
3.токсичные продукты горения;
4.дым;
5.пониженная концентрация кислорода в воздухе.
Воздействие этих факторов на человека может привести к отравлению, тепловым ударам, ожогам различной степени.
Для того, чтобы избежать пожара, необходимо обязательно предусмотреть автоматическую пожарную сигнализацию, средства первичного пожаротушения, а также план эвакуации людей.
Ниже представлена таблица по нормам первичных средств пожаротушения на действующих предприятиях.
Таблица 6.2.2.
|
Помещение, сооружение, установка |
Единица измерения м2 |
Огнетушители ручные: ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8. |
Пенные, химические, воздушно-пенные и жидкостные огнетушители |
Войлок, кошма или асбест (1х1; 2х1,5; 2х2 м) |
|
|
Административные здания и сооружения |
|||||
|
Служебно-бытовые помещения |
200 |
__ |
1 |
__ |
|
|
Вычислительные центры, машиносчетные станции, архивы, библиотеки, проектно- конструкторские бюро |
100 |
1 |
1 |
1 |
|
|
Типографии, помещения множительных, печатно-копировальных машин |
200 |
1 |
1 |
__ |
В зависимости от категории взрывопожароопасности зданий необходимо соблюдать соответствующие нормативы по огнестойкости строительных конструкций, планировке зданий, этажности, оснащенности устройствами противопожарной защиты, режимных мероприятий и др.
Пожарная безопасность регламентируется ППБ 01-93* «Правила пожарной безопасности в Российской Федерации», НПБ 105-95 «Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности», ГОСТ 12.1.033-81* «ССБТ. Пожарная безопасность. Термины и определения», ГОСТ 12.1.043-91* «ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования», СНиП 21-01-97* «Пожарная безопасность зданий и сооружений», отраслевыми стандартами и правилами пожарной безопасности, утвержденными министерствами, а также инструкциями по обеспечению пожарной безопасности на отдельных объектах.
Все производства классифицируются по степени пожарной безопасности по СниП 21-01-97*, все помещения и здания классифицируются по взрывопожарной и пожарной опасности по НПБ 105-95.
ГОСТ 12.1.033-81 ССБТ. Пожарная безопасность. Термины и определения.
ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования.
ГОСТ 12.2.037-78 ССБТ. Техника пожарная. Требования безопасности.
ГОСТ 12.4.009-85 ССБТ. Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание.
7.3 Обеспечение благоприятных санитарно-гигиенических условий труда на рабочем месте
А. Микроклимат.
С целью создания нормальных условий для персонала установлены нормы производственного микроклимата [ГОСТ 12.1.005-88]. Эти нормы устанавливают оптимальные и допустимые значения температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха для рабочей зоны помещений с учетом выполняемой работы и сезонов года.
Оптимальными параметрами температуры в производственном цеху при почти неподвижном воздухе являются 19-21оС, допустимыми - 18-22 оС. Комфортное состояние при данных температурах воздуха определяется относительной влажностью. Оптимальная относительная влажность - 40-60%. Скорость движения воздуха - 0,2-0,5 м/с.
Для обеспечения надлежащего микроклимата и качественного состава воздуха в помещениях, необходимо систематически осуществлять проветривание не менее 15 минут. Другой путь обеспечения воздухообмена может быть достигнут установкой в оконных рамах автономных кондиционеров.
Качественный состав воздуха: содержание кислорода должно быть в пределах 21-22 %; двуокись углерода не должна превышать 0,1 %; озон - 0,1 мг/м3, аммиак - 0,2 мг/м3, хлористый винил - 0,005 мг/м, формальдегид - 0,003 мг/м3.
В производственном цехе следует ограничивать использование полимерных материалов для отделки интерьера и оборудования. Пол должен иметь поливинилхлоридное антистатическое покрытие (ТУ 21-29-108-84). Двери и стенные шкафы могут быть облицованы декоративным поливинилхлоридным антистатическим материалом (ТУ 400-20-38-3-82). Запрещается применять для отделки интерьера дисплейного класса строительные материалы, содержащие органическое сырье: древесностружечные плиты (ДСП), декоративные бумажный пластик, поливинилхлоридные пленки, моющиеся обои и др.
ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.
ГОСТ 12.1.016-79 ССБТ. Воздух рабочей зоны. Требования к методикам измерения концентраций вредных веществ.
ГОСТ 12.4.021-75 ССБТ. Системы вентиляционные. Общие требования.
ГОСТ 12.2.028-84 ССБТ. Вентиляторы общего назначения. Методы определения шумовых характеристик.
Б. Освещение.
К системам производственного освещения предъявляют следующие основные требования:
1.Соответствие уровня освещенности рабочих мест характеру выполняемой работы;
2.Достаточно равномерное распределение яркости на рабочих поверхностях и в окружающем пространстве;
3.Отсутствие резких теней, прямой и отраженной блеклости (блеклость - повышенная яркость светящихся поверхностей, вызывающая ослепленность);
4.Постоянство освещенности во времени;
5.Оптимальная направленность излучаемого осветительными приборами светового потока;
6.Долговечность, экономичность, электро- и пожаробезопасность, эстетичность, удобство, и простота эксплуатации.
В ПЦ как правило применяются одностороннее боковое, естественное освещение. Основной поток естественного света при этом должен быть слева. Не допускается направление основного светового потока света справа, сзади и спереди рабочего места.
В тех случаях, когда одного естественного освещения не хватает, применяют совмещенное освещение. При этом, дополнительное искусственное освещение применяют не только в темное, но и в светлое время суток.
Минимальная освещенность рабочей поверхности стола должна быть 100-500 лк. Яркость экрана должна быть равной 1/3 или более яркости рабочей поверхности стола при освещенности 400-700 лк.
ГОСТ 24940-96. Здания и сооружения. Методы измерения освещенности.
ГОСТ 26824-86. Здания и сооружения. Методы измерения яркости.
ГОСТ 12.2.007.13-75 ССБТ. Изделия светотехнические. Требования безопасности.
7.4 Инженерный расчет экранировки экспериментальной установки
Наиболее эффективным и часто используемым из методов защиты от электромагнитных излучений является установка экранов. Экранирование высокочастотных электромагнитных полей основано на отражении электромагнитных волн от поверхности экрана и на затухании энергии в экране, что связано с тепловыми потерями на вихревые токи. На расстоянии, равном длине волны, электромагнитное поле в проводящей среде почти полностью затухает, поэтому для эффективного экранирования толщина стенки экрана должна быть примерно равна длине волны в металле.
Одним из способов достижения высокой эффективности экранирования является использование материалов экрана с высокой проводимостью. В качестве материала экрана будем использовать отожженную медь, которая имеет высокую удельную проводимость у=5,7*107. Относительная магнитная проницаемость меди м=1.
Электромагнитное поле от приемо-передающего устройства характеризуется следующими параметрами: частота = 3,95 ГГц, выходные мощности находятся в пределах Р=5 Вт, при следующих геометрических размерах устройства: длина 30 мм, ширина 13 мм.
Уменьшение необходимой толщины экрана с увеличением частоты электромагнитного поля позволяет использовать для экранирования в диапазоне дециметровых, сантиметровых и миллиметровых волн тонкие металлические листы или проводящие пленки. Поэтому для эффективной экранировки электромагнитного поля достаточно экрана толщиной d=0,5 мм.
Общая эффективность экранирования равна сумме потерь на отражение, поглощение и многократные отражения в стенках тонких экранов:
А = Аотр + Апогл + Ам отр.
Потери на поглощении обусловлены поверхностным эффектом в проводниках, приводящим к экспоненциальному уменьшению амплитуды проникающих в металлический экран электрических и магнитных полей.
Расстояние, на котором электромагнитная волна в металле уменьшается в е-раз, называется глубиной скин-слоя. Глубина скин-слоя рассчитывается из выражения:
где Гн/м - магнитная проницаемость вакуума.
Потери на многократные отражения в тонких экранах связаны с волновыми процессами в толщине экрана и в основном определяются отражением от его границ и поглощением в металле экрана. Для электрических полей почти вся энергия падающей волны отражается от первой границы, и только небольшая ее часть проникает в экран. Ослабление магнитного поля происходит в основном из-за потерь на поглощение. Поэтому многократными отражениями можно пренебречь.
Таким образом, общая эффективность экранирования равна:
Величина потока мощности через выходное окно прибора диаметром D=10см равна:
Экран обеспечивает снижение потока мощности до значения:
Для частот выше 300 МГц установлена максимальная мощность электромагнитного поля при длительном (несколько часов) воздействии на человека 0,1 Вт/м2. Следовательно, рассчитанный экран обеспечивает необходимую защиту человека от воздействия электромагнитного поля.
Глава 8. Экологическая часть
Влияние на организм сверхвысокочастотного электромагнитного поля (СВЧ-поля).
Электромагнитное излучение радиочастотного диапазона являются мощным физическим раздражителем, который может привести к развитию функциональных и органических нарушений со стороны нервной, эндокринной, сердечно-сосудистой, иммунной, кроветворной и других систем организма. Электромагнитные излучения могут усугублять уже имеющиеся хронические заболевания или служить фактором, способствующим возникновению заболеваний другой этиологии.
Физическая характеристика
ЭМИ может быть непрерывным или прерывистым (импульсным). Последний режим позволяет создавать значительную мощность в каждом отдельном импульсе. Электромагнитное поле характеризуется векторами напряжённости электрического (Е) и магнитного (Н) полей. При частоте колебаний ниже 300 МГц в качестве характеристики ЭМ - поля принимается силовая характеристика - напряжённость электрического поля, В/м или напряжённость магнитного поля - А/м. При частоте колебаний выше 300 МГц поле оценивается энергетической характеристикой - плотность потока энергии (ППЭ), Вт/м (или её производными мВт/см , мкВт/см ).
Для количественной оценки поглощённой энергии введено понятие удельной поглощённой мощности - УПМ. Под УПМ понимается количество поглощаемой мощности приходящейся на единицу массы тела, то есть - это усреднённая величина, характеризующая скорость поступления энергии СВЧ-поля в поглощающее тело и представляемая как мощность, отнесённая к объёму - Вт/м (мВт/см ) или массе - Вт/кг (мВт/г).Установлено, что предельной для терморегуляции человека является 4 Вт/кг, а ПДУ - 0,4 Вт/кг.
Для измерений падающей мощности непрерывных СВЧ- излучений используются отечественные измерители типа ПЗ-9 и ПЗ-16, которые также обеспечивают возможность оценки средней мощности импульсных излучений.
В отличие от других факторов окружающей среды, электромагнитные излучения не являются, как правило сопутствующими в производственном процессе, а специально генерируются для достижения технологических задач и имеют большие радиусы распространения. СВЧ электромагнитные поля относятся к той части спектра электромагнитных колебаний, длина волн которых колеблется от 1 мм до 1 м, а частота колебаний, соответственно, - от 300000 до 300 МГц.
Электромагнитные излучения могут быть непрерывными или прерывистыми (импульсные). Последний режим позволяет создавать значительную мощность в каждом отдельном импульсе.
Природные источники ЭМ полей:
Атмосферное электричество;
Радиоизлучение Солнца и галактик (реликтовое излучение, равномерно распространенное во Вселенной);
Электрическое и магнитное поля Земли (грозы - испускание низких ЭМИ).
Техногенные источники ЭМИ:
На производстве:
- устройства для индукционной и диэлектрической обработки различных материалов (печи, плавильни);
источники для ионизации газов, поддержания разряда при сварке, получения плазмы;
устройства для сварки и прессования синтетических материалов;
линии электропередач, особенно высоковольтные;
распределительные устройства;
измерительные устройства и т.д.;
В быту - проводка;
Радиостанции, ТВстанции, блоки передатчиков, антенные системы и т.д.
Механизм биологического воздействия.
Известно, что эффект воздействия СВЧ ЭМ - поля на биологические объекты в известной степени определяется количеством проникающей в них и поглощаемой ими электромагнитной энергии. Значительная часть энергии микроволн поглощается тканями организма и превращается в тепло, что объясняют возникновением колебания ионов и дипольных молекул воды, содержащихся в тканях. Наиболее эффективное поглощение микроволн отмечается в тканях с большим содержанием воды: кровь, тканевая жидкость, слизистая желудка, кишок, хрусталик глаза и др.
Нагрев тканей в СВЧ- поле является наиболее простым и очевидным эффектом действия микроволн на организм человека.
Принято различать тепловое действие микроволн - при ППЭ, превышающей 10 мВТ/см , и нетепловое - при ППЭ ниже 10 мВТ/см . Такое деление условно, так как в действительности имеет место и то, и другое действие.
Последствия ЭМИ - облучения проявляются: угнетением и истощением процессов нервной и эндокринной регуляции; сдвигами в обмене веществ, угнетением синтетических процессов; снижением неспецифической резистентности, ослаблением иммунных процессов; снижением адаптации к факторам окружающей среды.
Следствием перечисленного будут: повышение заболеваемости (общей, инфекционной, соматической); отягощение имеющихся хронических заболеваний; функциональные расстройства в сердечно-сосудистой, кроветворной, генеративной и других системах организма; невротические расстройства; нарушение гормонального баланса, преждевременное старение организма; возможны онкогенные процессы и отдалённые последствия среди потомства. В ряде случаев влияние ЭМИ не проявляется какой-либо клинической картиной, но изменяет резистентность организма к иным факторам среды. Возможна кумуляция повреждающих эффектов, ведущая к срыву механизмов адаптации. Наиболее выраженные нарушения обнаруживаются при действии сверхвысоких частот; с понижением частоты при эквивалентной энергии излучения глубина ответных реакций уменьшается, но направленность их остаётся однотипной.
В развитии патологического процесса при действии ЭМИ в его первой фазе отражаются приспособительные реакции на основе усиления деятельности центральной нервной системы, эндокринных желёз и нейрогуморальной регуляции. Вторая фаза процесса - охранительная, сопровождающаяся снижением уровня деятельности различных систем и постепенным истощением резервов. Для третьей фазы характерно развитие декомпенсации - вегетативно-сосудистых кризисов.
Воздействие излучения на человека зависит от:
Частота колебаний (f);
Значения напряженности эл. и магн. полей (до 300 МГц) и плотности потока энергии (СВЧ, ИКИ и тд) - речь о силе воздействия;
Размеры облучаемой поверхности тела;
Индивидуальные особенности организма;
Комбинированные действия с другими факторами среды.
Нормы допустимого облучения устанавливаются для обеспечения безопасных условий труда обслуживающего персонала, источников излучения для всех окружающих лиц. Для измерения интенсивности облучения на рабочих местах пользуются приборами, специально разработанными для гигиенической оценки условий труда. В диапазоне частот от 50 Гц до 100 кГц напряженность электрического и магнитного полей можно измерить прибором ИЭМП-2, разработанным Ленинградским институтом охраны труда. Тем же институтом разработан прибор ИЭМП-1 для измерения напряженности электрического и магнитного полей в диапазоне высоких частот (от 100 кГц до 1,5 МГц). Этот прибор позволяет провести измерения в непосредственной близости от высокочастотных установок (в зоне индукции).
Интенсивность облучения на рабочих местах в диапазоне сверхвысоких частот (от 300 МГц до 37500 МГц) может быть определена измерителями малой мощности СВЧ-диапазона, выпускаемыми и отечественной промышленностью с соответствующими приемными антеннами и вспомогательным оборудованием на различные диапазоны частот.
Напряженность электромагнитных полей на рабочих местах не должна превышать:
по электрической составляющей в диапазоне частот:
60 кГц - 3 МГц - 50. В/м;
3-30 МГц - 20. В/м;
30-50 МГц - 10 В/м;
50-300 МГц - 5 В/м;
по магнитной составляющей в диапазоне частот:
60 кГц- 1, 5 МГц - 5 А/м;
30 МГц-50 МГц - 0, 3 А/м.
Предельно допустимая плотность потока энергии электромагнитных полей в диапазоне частот 300 МГц - 300 ГГц и время пребывания на рабочих местах и в местах возможного нахождения персонала, связанного профессионально с воздействием полей (кроме случаев облучения от вращающихся и сканирующих антенн), взаимосвязаны следующим образом: пребывание в течение рабочего дня - до 0, 1 Вт/м2; пребывание не более 2ч - 0, 1-1 Вт/м2, в остальное рабочее время плотность потока энергии не должна превышать 0,1 Вт/м2; пребывание не более 20 мин - 1-10 Вт/м2 при условии пользования защитными очками. В остальное рабочее время плотность потока энергии не должна превышать 0, 1 Вт/м2.
...Подобные документы
Реализация КИХ и БИХ фильтра на процессоре TMS320C50. Блок-схема алгоритма программы, командные файлы компоновки и программного имитатора. Расчет максимально возможной частоты дискретизации. Расчет и результаты фильтра с помощью пакета Filter Design.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 26.05.2014Методы измерений параметров и характеристик нелинейных элементов. Принципы интегральной схемотехники. Принципы построения фазонечувствительных активных фильтров. Расчет канала преобразования и обработки квадратурного сигнала и инвертирующего сумматора.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 03.04.2016Изучение сущности цифровой фильтрации - выделения в определенном частотном диапазоне с помощью цифровых методов полезного сигнала на фоне мешающих помех. Особенности КИХ-фильтров. Расчет цифрового фильтра. Моделирование работы цифрового фильтра в MatLab.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 21.09.2010Проектирование 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 12.12.2010Моделирование 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 29.11.2010Технология изготовления платы фильтра. Методы формирования конфигурации проводящего, резистивного и диэлектрического слоя. Выбор установки его напыления. Расчет точности пленочных элементов микросхем и режимов изготовления тонкопленочных резисторов.
контрольная работа [359,2 K], добавлен 25.01.2013Параметры 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 22.01.2016Моделирование электронных схем в пакете комплексного проектирования OrCad 9.2. Определение граничной частоты фильтра. Исследование влияния подстраиваемых элементов на частоту среза фильтра. Оптимизация с помощью PSpice Optimizer. Разводка печатной платы.
курсовая работа [457,5 K], добавлен 27.12.2012Понятие и внутренняя структура, достоинства, недостатки и области применения цифровых фильтров, классификация и разновидности. Требования задания к частотным характеристикам проектируемого фильтра. Расчет рекурсивного и нерекурсивного цифрового фильтра.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 16.01.2014Проблема помехоустойчивости связи, использование фильтров для ее решения. Значение емкости и индуктивности линейного фильтра, его параметры и характеристики. Моделирование фильтра и сигналов в среде Electronics Workbench. Прохождение сигнала через фильтр.
курсовая работа [442,8 K], добавлен 20.12.2012Разложение 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 21.01.2009Расчет КИХ-фильтра четвертого порядка методом наименьших квадратов. Структурная схема фильтра с конечной импульсной характеристикой с одной или несколькими гармониками. Исследование КИХ-фильтра с одиночным или последовательностью прямоугольных импульсов.
лабораторная работа [760,0 K], добавлен 23.11.2014Выделение полезной информации из смеси информационного сигнала с помехой. Математическое описание фильтров. Характеристика фильтра Баттерворта и фильтра Чебышева. Формирование шаблона и определение порядка фильтра. Расчет элементов фильтра высоких частот.
курсовая работа [470,3 K], добавлен 21.06.2014Способы построения активного фильтра каскадным соединением независимых звеньев. Реализация аппроксимированной передаточной функции. Просмотр аналогичных схем и особенности проектирования фильтров. Методика настройки и регулировка разработанного фильтра.
курсовая работа [255,8 K], добавлен 21.04.2011Классификация фильтров по виду их амплитудно-частотных характеристик. Разработка принципиальных схем функциональных узлов. Расчет электромагнитного фильтра для разъединения электронных пучков. Определение активного сопротивления фазы выпрямителя и диода.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 11.12.2012Понятие электрического фильтра и полосы пропускания. Активные RC-фильтры. Операторная передаточная функция активного четырехполюсника. Параметрический синтез фильтра. Расчет частотных и переходных характеристик фильтра. Анализ полученных результатов.
контрольная работа [393,4 K], добавлен 12.08.2010Расчет коэффициентов фильтра с помощью Matlab. Фазово-частотная характеристика фильтра. Синтезирование входного сигнала в виде аддитивной смеси гармонического сигнала с шумом. Нерукурсивный цифровой фильтр, отличительная особенность и выходной сигнал.
контрольная работа [4,6 M], добавлен 08.11.2012Методы 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 23.01.2011Разработка 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 21.03.2013Обзор принципиальных схем транзисторных фильтров и проведение проектного расчета транзисторного фильтра с нагрузкой в центре эмиттера. Оценка уровня пульсации при изменениях нагрузки сети и определение коэффициента сглаживания разработанного фильтра.
курсовая работа [219,1 K], добавлен 12.08.2015
