Читайте также:
|
|
Задание по курсу «Преобразование сигналов». Часть 1.
Теоретические сведения об активных фильтрах, их схемы, формулы и методика расчёта приведены в [1] на стр. 100 – 108 и в [2] на стр. 86 – 96. Исходные данные, необходимые для проведения расчётов, приведены в индивидуальном задании, где использованы следующие обозначения:
1. Тип фильтра
2. Тип звена, на котором реализуется фильтр:
3. Значение частоты среза фильтра – f с
4. Уровни пульсаций в полосе пропускания q1 и полосе задержания q2.
5. Модуль номинального коэффициента усиления всего фильтра (а не каждого каскада) - А
В ходе выполнения работы необходимо выполнить следующие расчёты:
· рассчитать параметры элементов схемы заданного ФНЧ четвёртого порядка
· определить его передаточную функцию с расчётными численными значениями коэффициентов
· используя подстановку p = j2pf в передаточной функции, построить графики амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик фильтра (АЧХ и ФЧХ).
Далее проводят моделирование работы и основных характеристик фильтра с помощью программы Electronics Workbench, Multisim или другой программы моделирования:
· снять АЧХ каждого из каскадов фильтра
· АЧХ и ФЧХ всего фильтра
· переходную характеристику (ПХ) фильтра в виде реакции на скачок входного напряжения
Расчёт параметров элементов схемы ФНЧ проводят по методике, изложенной в литературе [1] на стр.105 – 108, или в [2] на стр. 94 – 96.
Примечания по расчету фильтра
· В [2] на стр. 95 допущена ошибка в формуле для расчёта R7 биквадратного звена неполиноминального фильтра. Правильная формула R7 = aR3/(Ac). В [1] приведена правильная формула.
· Необходимо учитывать, что конфигурация, расчетные формулы и выходной узел биквадратного звена различаются для фильтров разного типа.
В случае несоответствия результатов исследования фильтра ожидаемым результатам, нужно провести проверку правильности его расчёта. Для проверки определяют передаточные функции (ФП) отдельно для каждого каскада фильтра, причем двумя способами. Во-первых, путём подстановки рассчитанных значений номиналов резисторов и конденсаторов каскадов фильтра в формулы (3.16) – (3.19) из [1], или (166) – (169) из [2]. Во-вторых, ФП определяют из общих теоретических формул (3.14) и (3.15) из [1], или (164) и (165) из [2], используя исходные данные для расчета фильтра. Если ФП каскадов фильтра полученные двумя способами совпадают с точностью до постоянного множителя А без учёта знака, то расчет выполнен правильно и ошибка допущена в ходе построения схемы фильтра или ее моделирования. Однако, формулы для теоретических ФП и ФП каскадов записаны в различной форме и для сравнения их нужно предварительно привести к одинаковому виду, например разделить все коэффициенты теоретической формулы на свободный коэффициент.
Отчёт по работе должен содержать:
· результаты расчётов элементов ФНЧ
· формулы ФП каскадов ФНЧ
· схему ФНЧ со значениями номиналов элементов
· графики АЧХ каждого каскада фильтра в логарифмическом масштабе (удобнее в [дБ])
· графики АЧХ всего фильтра в полулогарифмическом и логарифмическом масштабе в [дБ]
· график ФЧХ всего фильтра в полулогарифмическом масштабе
· график ПХ всего фильтра
Примечания по моделированию фильтра
· Моделирование рекомендуется проводить в диапазоне изменения частоты от (0,02÷0,05)×fс до (30÷50)×fс.
· Для фильтра Бесселя снять ФЧХ в линейном масштабе в примерном диапазоне частот 0 ÷ fс.
Отчёт по работе должен содержать оценку результатов расчётов фильтра его моделирования:
· качественную оценку соответствия полученных характеристик заданному типу фильтра
· соответствие коэффициента усиления A и частоты среза fс заданным значениям
· количественную оценку скорости спада АЧХ в полосе заграждения в [ дБ/дек ]
· оценку по ПХ времени установления выходного напряжения с погрешностью 10%, 3% и 1%
· количественную оценку пульсаций АЧХ фильтров Ч, ИЧ, Э в полосах пропускания и заграждения
· количественную оценку нелинейности ФЧХ фильтра Бесселя до частоты fс.
Литература.
1.Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. -Л.: Энергоатомиздат, 1988.
2.Гутников В.С. Фильтрация измерительных сигналов. – Л.: Энергоатомиздат, 1990.
№ вар. | Тип ФНЧ | Тип звена 1 | Тип звена 2 | Частота среза fc | Модуль КУ A | q1 | q2 | |
кГц | дБ | дБ |
Дата добавления: 2015-04-11; просмотров: 44 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |