Проектирование схем LC-фильтра, ARC-фильтра, амплитудного корректора, расчет номинальных значений их параметров. Расчет характеристики ослабления проектируемых фильтров. Проверка заданной точности коррекции и других функций амплитудного корректора.
Расчет LC-фильтра РАСЧЕТ LC-ФИЛЬТРА. Рассчитать двухсторонне нагруженный LC-фильтр, полагая, что его элементы имеют пренебрежимо малые потери. Величину внутреннего сопротивления, питающего фильтр, принять равной = 100 N Ом. Неравномерность характеристики ослабления фильтра в полосе пропускания должна составлять у фильтров с характеристикой Чебышева 1,25 ДБ.Под электрическим фильтром понимают линейную цепь, пропускающую колебания одних частот с малым ослаблением, а колебания других частот - с большим ослаблением. Полосу частот, в которой ослабление мало, называют полосой пропускания, а полосу частот, в которой ослабление велико - полосой задерживания. В зависимости от расположения полос пропускания и задерживания различают фильтры нижних частот, фильтры верхних частот, полосовые и режекторные. Приведем схему ФПНЧ шестого порядка: Рисунок 1 - Схема ФПНЧ - шестого порядка Значения параметров элементов ФПНЧ для фильтров с характеристикой Чебышева при ДБ приведено в таблице 1.Для вычисления номинальных значений параметров, воспользуемся формулами: (2) и высчитываются по формулам, приведенным в таблице 2. Характеристику ослабления проектируемого фильтра следует получить частотным преобразованием характеристики ослабления ФПНЧ, которая определяется видом аппроксимации. Значения полиномов Чебышева для фильтра 6-го порядка определяются выражением: = (6) Заданная неравномерность характеристики ослабления фильтра в полосе пропускания должна составлять для фильтров с характеристикой Баттерворта 3 ДБ.ARC - фильтры предназначены для тех же целей, что и LC - фильтры, но выполняются они на иной элементной базе: индуктивности в их схемах отсутствуют, но содержатся элементы в виде, например гираторов, усилителей с бесконечно большим усилением (операционных усилителей) либо усилителей с конечным усилением. Как и при расчете LC-фильтра, прежде всего, следует определить порядок фильтра - прототипа. Получаем, что порядок нашего фильтра = 4. Определив порядок ФПНЧ, можно с точностью до постоянного множителя записать его передаточную функцию в виде: (8) Зная передаточную функцию ФПНЧ, можно найти передаточную функцию проектируемого фильтра путем соответствующего частотного преобразования.При построении характеристики ослабления фильтров удобно предположить, что ослабление фильтра нижних частот на нулевой "частоте" равно нулю. Тогда все соображения, указанные для построения характеристик ослабления пассивных LC - фильтров в задаче №1, остаются в силе для ARC - фильтров. Расчет ослабления фильтра (для фильтра с характеристикой Баттерворта) произведем по формуле: [] (20) где n - порядок фильтра (у нас четвертый порядок). Получившийся график характеристики ослабления ARC - фильтра изображен на рис.6 сплошной линией. По данным таблицы 7 построим график ослабления ARC - ФНЧ с характеристикой Баттерворта, с учетом коэффициентов усиления (сплошная линия) и без учета коэффициентов усиления (пунктирная линия).Убедившись, что функция реализуема, проверим, удовлетворяет ли заданной точности коррекции она, т.е. выполняется ли на всех заданных частотах в интервале условие: ДБ (27) Для этого сначала по формуле (26) рассчитаем функцию для каждой частоты: Остальные расчеты аналогичны и сведены в таблицу 10: Таблица 10 По данным таблицы 11 построим график зависимости рассчитанного от (рисунок 8 - штрих-пунктирная линия). Проверяем, выполняется ли на всех заданных частотах в интервале условие по формуле (27): ДБОпределим нормированную передаточную функцию корректора .Амплитудные корректоры обычно выполняются в виде перекрытой Т-образной цепи постоянного входного сопротивления (рисунок 10) Если такая цепь с двух сторон нагружена на одинаковые сопротивления , а сопротивления и взаимообратны, т.е. Наша передаточная функция имеет вид (27), то с учетом выражений (28) и (29), полагая что , получим выражения для нормированных сопротивлений и перекрытой Т-образной схемы: (30), (31) Схема корректора будет иметь вид, изображенный на рисунке 11.
