Разработка эквивалентной, принципиальной схемы электрического фильтра. Анализ спектрального состава входного сигнала и прохождения сигнала через электрический фильтр и усилитель. Синтез эквивалентных схем и проектирование схем радиотехнических устройств.
При низкой оригинальности работы "Разработка эквивалентных и принципиальных схем электрического фильтра и усилителя напряжения", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
5 Анализ прохождения входного сигнала через радиотехническое устройствоРадиотехника является основной частью радиоэлектроники и включает в себя большое количество теоретических и “прикладных” дисциплин, разделов. При изучении, исследовании различных радиотехнических задач, приходится проводить анализ сигналов, эквивалентных и принципиальных схем, реальных устройств и систем, а также - синтезировать (разрабатывать, создавать) модели, схемы и различные реальные устройства. Если проводимые расчеты, разработка завершаются изготовлением конструкторской и технологической документации, изготовлением макетов или опытных образцов, то обычно применяется термин “проектирование”. В данной курсовой работе, в соответствии с заданием, необходимо решить следующие задачи: - разработать (любым методом) эквивалентную, принципиальную схемы электрического фильтра на любых радиокомпонентах; проанализировать “прохождение” напряжения через фильтр и усилитель.Вместо безразмерных коэффициентов передачи при анализе и синтезе фильтров широко применяется ослабление () в децибелах: , где , , - модули коэффициентов передачи. Диапазон частот, где близок к “1”, а ослабление “”близко к нулю, называется полосой пропускания. А там, где близок к “0”, а ослабление “”составляет несколько десятков децибел - находится полоса задерживания (ослабление затухания). По расположению полосы пропускания в частотном диапазоне, электрические фильтры называют: ФНЧ - фильтр нижних частот; 3 а, б, в, г приведены примеры графических требований к модулю коэффициента передачи полной мощности () и ослаблению (а) для фильтра нижних частот (ФНЧ), фильтра верхних частот (ФВЧ), полосового фильтра (ПФ) и режекторного фильтра (РФ), соответственно.Аналоговый усилитель напряжения может быть разработан на интегральных микросхемах различного типа, на полевых транзисторах, на биполярных транзисторах (корпусных или бескорпусных).Во всех вариантах задания, входной сигнал теоретически бесконечные импульсы различной формы (четные, нечетные, с постоянной составляющей или без нее). Анализ подобных последовательностей заключается в замене их - аналитическим выражением в виде некоторого “алгебраического” ряда с более простыми функциями.а) После определения составляющих бесконечного спектра входного сигнала, целесообразно провести сравнение, например, амплитуд первой и четвертой-пятой из них, меньше 0,1 0,2 доли от амплитуды первой, то “расчетный” спектр ограничивается, пренебрегая гармониками с небольшими амплитудами; б) Анализируется фильтра для гармоник, оставшихся в “расчетном” спектре и определяются амплитуды в спектре сигнала на выходе фильтра.Так как при расчетах различного вида будут встречаться различные “округления”, считаем, что разрешена погрешность в расчетах 10% на любом этапе расчета.Итак, в разделе 1 был выбран метод синтеза в согласованном режиме из одинаковых звеньев “Г-типа”, LC-схемы которых показаны на рисунке 3. Условные обозначения: f2 - граничная частота полосы пропускания; f3 - граничная частота полосы задерживания; В полосе пропускания, по этому методу, считается , т.е. требования задания в рассчитанной эквивалентной схеме выполняются.В данном варианте задания, имеем ФНЧ обладающий следующими характеристиками: f2 = 180 КГЦ; Требования к расчету и звено фильтра представлены на рисунке 5 а, б. а) б) Формула для построения графика ослабления при f<f2 : На рисунке 6 представлена промежуточная и окончательная эквивалентные схемы с идеальными LC элементами.Катушки индуктивности спроектируем, а конденсаторы выберем стандартные, выпускаемые заводом. Будем разрабатывать схему с конденсаторами и катушками индуктивности, как наиболее дешевую и обеспечивающую заданные требования. Предпочтение отдадим конденсаторам с неорганическим диэлектриком - керамическим, рассчитанным на работу в высокочастотном режиме. Высокочастотная керамика имеет большое сопротивление и малые токи утечки, широкий диапазон рабочих температур, керамические конденсаторы имеют не большую стоимость. Характеристики и предельные эксплуатационные данные: - керамические не защищенные, предназначенные для работы в цепях постоянного, импульсного и переменного токов, в том числе и в УВЧ диапазоне;Достоинства поданной схеме включения: обеспечивается усиление электрического сигнала потоку, по напряжению, по мощности; в больших пределах можно изменят входное и выходное сопротивления в режиме переменных сигналов, что позволяет согласовать усилитель с внешними цепями.Выбрана схема с “общим эмиттером” с фиксированным током смещения и эмиттерной стабилизацией рабочей точки. Поскольку транзистор работает в режиме малого сигнала, то его структура не имеет значения. При проектировании усилителя необходимо учитывать следующие требования: через усилитель будет проходить напряжение с максимальной частотой 3*f1(третья гармоника), т.е. Выберем рабочую точку из имеющихся данных на транзистор по справочнику. 3. Rвых.ус?500 Ом для схемы рисунка 9 состоит из параллельного соединения и (), чтобы не учитывать одновременно не
1.4. Общие принципы и анализ спектра сложного периодического сигнала
1.5. Общие принципы анализа прохождения входного сигнала через радиотехнические устройства
1.6. Замечание
2 Разработка схем электрического фильтра
2.1. Основные положения теории
2.2 Синтез эквивалентной схемы
2.3 Разработка схемы электрической принципиальной
3 Разработка схем усилителя напряжения
3.1 Основные положения теории
3.2 Расчет схемы по постоянному току
4 Анализ спектра сложного периодического сигнала
Список литературы
Введение
В электротехнических, радиотехнических и телемеханических установках и устройствах связи часто ставится задача: из многих сигналов, занимающих широкую полосу частот, выделить один или несколько сигналов с более узкой полосой частот.
Сигналы (напряжения и токи) заданной полосы выделяют при помощи электрических фильтров. Один из простейших фильтров состоит из катушки и конденсатора, включенных последовательно или параллельно, т.е. представляет собой последовательный или параллельный контур. Однако в качестве пассивных фильтров чаще применяются четырехполюсники из катушек индуктивности и конденсаторов и каскадные соединения четырехполюсников.
К электрическим фильтрам различной аппаратуры предъявляются неодинаковые и даже противоречивые требования. В одной части полосы частот, которая называется полосой пропускания, сигналы не должны ослабляться, а в другой, называемой полосой задерживания (непропускания), ослабление сигналов не должно быть меньше определенного значения. Дополнительно могут накладываться определенные условия на вид фазовой характеристики фильтра. К фильтрам предъявляются и конструктивные требования в отношении их габаритов, массы, используемых материалов. Эти требования могут оказать решающее влияние на выбор одного из вариантов схем с аналогичными частотными характеристиками.
В качестве типовой курсовой работы нам предлагается проектирование электрического фильтра.
Синтез электрической цепи состоит из нескольких этапов, в частности: Воспроизведение заданных требований к частотным характеристикам с помощью функций, удовлетворяющих условиям физической реализуемости (этап аппроксимации);
Определение электрической схемы, ее конфигурации и параметров (этап реализации).
Полученную при синтезе электрическую схему, состоящую из индуктивностей, емкостей и сопротивлений, в общем случае следует рассматривать как эквивалентную схему. На ее основе путем выбора конкретной элементной базы проектируется схема электрическая принципиальная, затем разрабатывается конструкция фильтра.
Существуют два конкурирующих метода синтеза фильтров. Длительное время при проектировании почти исключительно применялся синтез фильтров по характеристическим параметрам. В этом методе сопротивление нагрузки считается равным характеристическому сопротивлению, и все параметры проектируемого устройства выражаются через характеристические сопротивления и характеристическую постоянную передачи. В итоге проектируется фильтр, состоящий из однотипных Г, Т или П-образных звеньев, включенных каскадно. Однако неучет изменения характеристических сопротивлений в частотном диапазоне вызывает значительное отличие характеристик фильтра от требования задания. В настоящее время синтез по характеристическим параметрам применяется в случае, когда требуется быстро спроектировать фильтр с достаточно большими допусками к характеристикам.
Более современным является синтез по заданным рабочим параметрам, при котором проектируется LC-фильтр с произвольной нагрузкой.
Задачей работы является проектирование фильтра верхних частот. Исходя из того, что в задании не указаны какие-либо требования к фазовым или переходным характеристикам, то наложим дополнительные требования: необходимым является линейность фазовой характеристики и сохранение на выходе большой крутизны фронта импульса при малой величине выброса и малых колебаниях после импульса. Наиболее подходящим типом при таких условиях является фильтр Баттерворта.
Фильтр рассчитывается с помощью необходимых таблиц, справочников, из которых берутся нормированные значения элементов фильтра нижних частот и затем с помощью необходимых арифметических операций пересчитываются в реальные.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
