Критерии классификации электрических фильтров. Проектирование фильтра в виде реактивного четырехполюсника лестничной структуры с нагрузкой на входе и выходе (фильтр Баттерворта). Данные для расчета фильтра. Допустимый разброс параметров фильтра.
Аннотация к работе
Электрический фильтр - устройство, которое практически не ослабляет спектральные составляющие сигнала в заданной полосе частот (полоса пропускания) и значительно ослабляет все спектральные составляющие вне этой полосы (полоса подавления). По используемой элементной базе различают пассивные LC-фильтры, активные RC-фильтры и цифровые фильтры.Тип фильтра - полосовой с максимально полоской АЧХ в полосе пропускания (Фильтр Баттерворта) Неравномерность в полосе пропускания (1) - 1 ДБ; Полоса пропускания (Df) - 50 КГЦ;Порядок фильтра рассчитывается по справочным таблицам и номограммам, исходя из следующих данных:
Данным условиям соответствует фнч-прототип Баттерворта 5-го порядка.Пассивный нормированный LC-фильтр нижних частот лестничной структуры будет иметь следующий вид: Нормированный ФНЧ 5-го порядкаЧтобы перейти от ФНЧ к полосовому фильтру, нужно заменить емкости на параллельные колебательные контуры, а индуктивности - на последовательные: Преобразования пассивных элементов при переходе от ФНЧ к ПФ.Для денормирования величин емкостей и индуктивностей необходимо нормированные значения умножить на коэффициент денормирования: L=KL*Lн;С помощью "Microcap V" построим амплитудно-частотную и фазо-частотную характеристики полученного фильтра.
АЧХ:
ФЧХ:Определим допустимый разброс параметров индуктивностей и емкостей из условия допустимых изменений затухания в полосе пропускания DA1, в ДБ, полосе подавления DA2 ДБ Увеличив величины всех индуктивностей на 0.2%, получаем следующие результаты: Увеличение всех индуктивностей фильтра привело к сдвигу АЧХ в сторону уменьшения частоты, при этом получили следующие значения параметров: DA1=1.4ДБ; DA2=1.2 ДБ. Получаем следующие АЧХ: При одновременном увеличении емкостей и индуктивностей АЧХ сдвинулась в сторону уменьшения частоты, получены следующие результаты: DA1=1.8ДБ; DA2=2.1 ДБ. Определим допустимый разброс параметров индуктивностей и емкостей из условия допустимых изменений полосы пропускания в Df, %.
План
Оглавление
1. Введение
2. Расчет фильтра
2.1 Данные для расчета фильтра
2.2 Расчет порядка фильтра
2.3 Расчет ФНЧ-прототипа
2.4 Переход от ФНЧ к ПФ
2.5 Денормирование ФНЧ-прототипа
3. Анализ полученного фильтра
3.1 Построение АЧХ и ФЧХ фильтра
3.2 Определение допустимого разброса параметров фильтра
4. Выводы по работе
5. Список литературы
Введение
Электрический фильтр - устройство, которое практически не ослабляет спектральные составляющие сигнала в заданной полосе частот (полоса пропускания) и значительно ослабляет все спектральные составляющие вне этой полосы (полоса подавления).
По взаимному расположению полос пропускания и задерживания различают фильтры нижних частот (ФНЧ), фильтры верхних частот (ФВЧ), полосовые фильтры (ПФ) и заграждающие фильтры. По виду аппроксимации амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) фильтра различают фильтры Баттерворта, фильтры Чебышева, фильтры Кауэра и др. По используемой элементной базе различают пассивные LC-фильтры, активные RC-фильтры и цифровые фильтры.
В данной работе необходимо спроектировать фильтр в виде реактивного четырехполюсника лестничной структуры с нагрузкой на входе и на выходе, удовлетворяющий перечисленным в задании требованиям. Привести полную схему фильтра и рассчитать АЧХ и ФЧХ. Выполнить анализ спроектированного фильтра с использованием пакета программ для анализа электрических цепей "Micro-Cap 9".
Список литературы
В результате выполнения данной курсовой работы был произведен расчет пассивного полосового фильтра Баттерворта лестничной структуры. Для полученного фильтра были построены АЧХ и ФЧХ фильтра. Было проанализировано влияние разброса индуктивностей катушек и емкостей конденсаторов на неравномерность характеристики в полосе пропускания и полосе подавления фильтра, а также на ширину полосы пропускания фильтра.
5. Список литературы
1. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Высш. школа, 1983.536 с.
2. Зааль Р. Справочник по расчету фильтров. Пер. с нем. М.: Радио и связь, 1985.752 с.
3. Ханзел Г. Справочник по расчету фильтров: Пер. о англ. М.: Сов. радио. 1974.288 с.
4. Проектирование пассивных и активных электрических фильтров: Методические указания к выполнению курсовой работы / В.Г. Коберниченко, А.П. Мальцев, Ю.В. Шилов. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2003. 31с.