Московский ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ Авиационный Институт имени СЕРГО ОРДЖОНИКИДЗЕ технический университет Кафедра 405 Радиотехнические цепи и сигналы Курсовая работа на тему Синтез частотно-избирательного фильтра. Выполнил студент группы - Гуренков Дмитрий Проверил преподаватель РучьевМ. К. Москва 2003 г. СодержаниеЗадание. 3 Исходные данные. 3 Аппроксимация частотной характеристики фильтра. 4 Последовательность шагов. 4 Тип фильтра. 4 Требования к ФНЧ-прототипу. 4 Порядок, нули и полюсы ФНЧ-прототипа. 5 Нули и полюсы синтезируемого фильтра. 5 Передаточная функция и АЧХ. 6 Расчет. 6 Реализация аналогового фильтра. 9 Лестничная - структура. 9 Теория. 9 Расчет. 10 Каскадное соединение -звеньев. 11 Теория. 11 Расчет. 12 Гираторная реализация безиндуктивного фильтра. 13 Теория. 13 Расчет. 14 -фильтр с каскадной структурой. 14 Теория. 14 Расчет. 15 Сравнительная характеристика различных реализаций синтезируемого фильтра. 17 Литература. 18 Задание1. Представить данные на синтез частотно-избирательного фильтра в графической форме с использованием нормированной частоты . 2. Определить технические требования к нормированному ФНЧ прототипу тип и порядок фильтра. 3. Найти координаты нулей и полюсов нормированной передаточной функции ФНЧ прототипа. 4. Найти лестничную структуру ФНЧ прототипа с нормированными элементами. 5. Определить координаты нулей и полюсов передаточной функции синтезируемого частотно-избирательного фильтра.
Построить график АЧХ с использованием денормированной частоты . 6. Определить лестничную структуру синтезируемого фильтра с нормированными элементами и провести денормирование элементов. 7. Выбрать возможные варианты RLC-звеньев первого и второго порядков, предназначенных для каскадной реализации фильтра, рассчитать величины элементов и составить полную схему фильтра. 8. Уменьшив частотные параметры на два порядка 8.a. Составить схему и провести расчет элементов для гираторной реализации фильтра. 8.b. Выбрать возможные варианты ARC-звеньев первого и второго порядков, предназначенные для безиндукционной каскадной реализации фильтра, рассчитать величины элементов и составить полную схему фильтра. 9. Сделать вывод, дав сравнительную характеристику различным вариантам реализации синтезируемого фильтра. Исходные данныеЗадача синтеза фильтра состоит в разработке электрической схемы устройства, обладающего требуемыми частотными и временными характеристиками.
Курсовая работа предполагает проектирование фильтра на основе требования к форме его характеристики затухания.
При синтезе полосно-пропускающего фильтра вводится требование к верхним и нижним граничным частотам полосы пропускания Амплитудно-частотная характеристика АЧХ фильтра и характеристика затухания связаны друг с другом выражением, поэтому при рассмотрении требований к АЧХ необходимо вместо допусков и ввести параметры - допустимую неравномерность в полосе пропускания и - максимально допустимую передачу в полосе задержания, причем Типичная АЧХ полосно-пропускного фильтра Чебышева приведена на рисунке.
Процедура проектирования частотно-избирательного фильтра включает в себя два основных этапа 1. Этап проектирования, в ходе которого подбирается передаточная функция, удовлетворяющая заданным требованиям АЧХ, выделенная из аппроксимирующей передаточной функции, не должна выходить за пределы заданного коридора допусков 2. Этап реализации, суть которого - в выборе принципа реализации передаточной функции, разработке и расчете конкретной схемы фильтра, обладающего найденной передаточной функцией.
Порядок выполнения первого этапа достаточно хорошо разработан, поставленная задача решается с использованием какого-либо из многочисленных справочников по расчету фильтров.
Решение второй задачи в рамках второго этапа многовариантно.
Это связано с тем, что известно довольно много принципов и схем, позволяющих реализовать найденную передаточную функцию.
Аппроксимация частотной характеристики фильтра
Последовательность шагов. Выбрать тип фильтра. 2. Определить минимальный порядок ФНЧ-прототипа, нули и полюсы его переда... 4.
В противном случае невозможно правильное преобразование ППФ и ПЗФ из Ф... Из нужной таблицы и подходящей строки необходимо выписать нормированны... В.В.Голованов, А.О.Яковлев, Проектирование аналоговых и цифровых фильт... Каждый полюс или нуль при переходе от ФНЧ-прототипа к ППФ или ПЗФ поро... При вычислении полюсов ППФ и ПЗФ группируются значения и с разными инд...
Передаточная функция и АЧХ. Значения коэффициента для различных видов приведены в таблице 2.5. Заданные технические требования представлены как Таблица 1. Таблица 1 Тип фильтра, дБ , дБ , кГц, кГц, кГц , Ом Чебышев 35 1.25 10... После проведенного анализа данных с помощью справочника, были определе...
Реализация аналогового фильтра.
Запись ее передаточной функции и сравнение выраженных через элементы с... Такие расчеты выполнены на ЭВМ, а их результаты занесены в справочник. Все элементы нормированы относительно сопротивления нагрузки и граничн... Чтобы избежать ухудшения характеристик, следует использовать автотранс... Итак, используя вышесказанное, получим лестничную -структуру Схема 2 .
Каскадное соединение -звеньев. Метод расчета состоит в сопоставлении коэффициентов передаточной функц... Выбор кОм или , 2 3 Сгруппируем нули и полюсы, отталкиваясь от диаграм... Схема гиратора представлена как Схема 4. При следует применять более сложные схемы типа 8 12.
Важными достоинствами -фильтров является хорошее сочетание технологии ... Дело в том, что на частотах свыше 100кГц катушка индуктивности станови... По оценкам специалистов, изготовление микроэлектронных -фильтров для ч... Имитация индуктивностей с помощью активных специальных цепей - конверт... Существует большое многообразие структурных схем таких активных фильтр...
Литература .1. В.В.Голованов, А.О.Яковлев, Проектирование аналоговых и цифровых фильтров, издательство МАИ, 1993. 2. ТронинЮ.В ГурскийО.В Синтез фильтров, издательство МАИ, 1990. 3. Конспект лекций.