
- •Пояснительная записка к курсовому проекту.
- •Определение основных параметров схемы.
- •Расчет частотных зависимостей ослабления и фазового сдвига звеньев фильтра, расчет характеристического сопротивления и коэффициента использования полосы пропускания.
- •Принципиальная схема электрического фильтра и расчет параметров элементов фильтра.
- •Усовершенствование схемы для дополнительного условия.
- •Расчет корректора амплитудно-частотной характеристики тракта передачи сигналов
- •Список используемой литературы
- •Приложение
Петербургский Государственный Университет Путей Сообщения
Кафедра “Электрическая связь”
Дисциплина: “Теория линейных электрических цепей ЖАТС”
Пояснительная записка к курсовому проекту.
“Расчет элементов трактов передачи сигналов в системах автоматики, телемеханики и связи”
Работу выполнил:
Студент гр. АР-809
Словинский П.Д.
Работу проверил:
Останькович О.Д.
Санкт-Петербург
2010г.
Оглавление
Пояснительная записка к курсовому проекту. 1
1. Расчет фильтра ФВЧ типа k+m. 4
1.1. Определение основных параметров схемы. 4
1.2. Расчет частотных зависимостей ослабления и фазового сдвига звеньев фильтра, расчет характеристического сопротивления и коэффициента использования полосы пропускания. 5
1.3. Принципиальная схема электрического фильтра и расчет параметров элементов фильтра. 10
1.4. Усовершенствование схемы для дополнительного условия. 12
2. Расчет корректора амплитудно-частотной характеристики тракта передачи сигналов 13
Выводы 15
Список используемой литературы 16
Приложение 18
Расчет фильтра ФВЧ типа k+m.
Определение основных параметров схемы.
За основу ФВЧ была взята структурная схема комбинированного фильтра k+m, которая изображена на рис.1.
Рисунок 1
О
пределим
относительную (нормированную) частоту
Ω
Проверим, выполняется ли условие согласования фильтра с нагрузкой при использовании на входе полузвеньев типа K. Для этого находим характеристическое сопротивление по формуле:
Rг=Rн=800 Ом
Ом
Отклонение характеристического сопротивления от номинального значения:
Условие согласования не выполняется, поэтому на входе и выходе фильтра ставим согласование пользования с коэффициентом m = 0,62
Расчет частотных зависимостей ослабления и фазового сдвига звеньев фильтра, расчет характеристического сопротивления и коэффициента использования полосы пропускания.
Считаем затухание фильтра k по формуле:
,
где х = Ω
Для фильтра m (m1 = 0,62) определим частоту, на которой затухание фильтра типа m равно ∞:
Тогда
До
частоты
затухание фильтра типа m
считается по формуле
,
после этой частоты по формуле
,
где
В связи с тем, что ослабление в полосе задержания на частоте 0,5fср=1900Гц в построенном фильтре m+k равно 38,49883дБ, а исходные данные требуют не менее 64дБ, резонным будет добавить дополнительное звено типа m.
Результаты расчётов представлены в таблице 1.
Ω |
f |
X1 |
x2 |
Ak(f) |
Am(f) |
Am2(f) |
Ak(f)+Am(f) |
Ak(f)+Am(f)+ Am2(f) |
1 |
3800,00000 |
1,00000 |
1,00000 |
0,00000 |
0 |
0,00000 |
0,00000 |
0,00000 |
1,1 |
3454,54545 |
1,35023 |
1,18246 |
7,70557 |
14,14509 |
10,34083 |
21,85066 |
32,19149 |
1,2 |
3166,66667 |
2,20804 |
1,41623 |
10,81154 |
24,83310 |
15,34605 |
35,64465 |
50,99070 |
1,25 |
3040,00000 |
∞ |
1,56320 |
12,04120 |
∞ |
17,66597 |
∞ |
∞ |
1,3 |
2923,07692 |
4,01179 |
1,74079 |
13,14059 |
36,43848 |
20,01874 |
49,57907 |
69,59780 |
1,4 |
2714,28571 |
1,90976 |
2,25743 |
15,06159 |
24,36456 |
25,26299 |
39,42615 |
64,68914 |
1,5 |
2533,33333 |
1,49864 |
3,36490 |
16,71901 |
20,74202 |
32,72318 |
37,46103 |
70,18421 |
1,6 |
2375,00000 |
1,30715 |
∞ |
18,18770 |
18,81019 |
328,97489 |
36,99788 |
365,97277 |
1,7 |
2235,29412 |
1,19412 |
3,69619 |
19,51252 |
17,58379 |
35,06087 |
37,09631 |
72,15718 |
1,8 |
2111,11111 |
1,11906 |
2,72634 |
20,72298 |
16,73086 |
30,02125 |
37,45384 |
67,47508 |
1,9 |
2000,00000 |
1,06550 |
2,31591 |
21,83973 |
16,10258 |
27,38840 |
37,94231 |
65,33071 |
2 |
1900,00000 |
1,02539 |
2,08167 |
22,87790 |
15,62093 |
25,70280 |
38,49883 |
64,20163 |
2,1 |
1809,52381 |
0,99427 |
1,92839 |
23,84901 |
15,24055 |
24,51411 |
39,08956 |
63,60367 |
2,2 |
1727,27273 |
0,96947 |
1,81977 |
24,76203 |
14,93318 |
23,62569 |
39,69521 |
63,32090 |
2,3 |
1652,17391 |
0,94929 |
1,73864 |
25,62415 |
14,68018 |
22,93502 |
40,30433 |
63,23935 |
2,4 |
1583,33333 |
0,93258 |
1,67571 |
26,44123 |
14,46875 |
22,38247 |
40,90997 |
63,29244 |
2,5 |
1520,00000 |
0,91854 |
1,62551 |
27,21809 |
14,28980 |
21,93058 |
41,50789 |
63,43847 |
2,6 |
1461,53846 |
0,90661 |
1,58457 |
27,95880 |
14,13669 |
21,55449 |
42,09549 |
63,64998 |
2,7 |
1407,40741 |
0,89636 |
1,55058 |
28,66680 |
14,00447 |
21,23698 |
42,67126 |
63,90824 |
2,8 |
1357,14286 |
0,88748 |
1,52196 |
29,34503 |
13,88933 |
20,96571 |
43,23436 |
64,20007 |
2,9 |
1310,34483 |
0,87973 |
1,49755 |
29,99604 |
13,78835 |
20,73158 |
43,78439 |
64,51596 |
3 |
1266,66667 |
0,87290 |
1,47652 |
30,62205 |
13,69920 |
20,52772 |
44,32126 |
64,84898 |
Таблица 1
Рассчитаем собственный фазовый сдвиг фильтров по формуле:
.
Результаты в таблице 2.
Для
B(k)
в качестве X
используется Ω, для Bm1
и Bm2
для расчета X
используется
формула
.
Для Bm1
m=0,62;
для
Bm2
m=0,7806.
Ω |
x1 |
x2 |
f |
Bk(f) (x=Ω) |
Bm1(f) |
Bm2(f) |
Bm1(f)+Bm2(f)+Bk(f) |
0 |
0 |
0 |
∞ |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,1 |
0,062192 |
0,078215 |
38000 |
-11,48416294 |
-7,13487 |
-8,97654 |
-27,59556634 |
0,2 |
0,125555 |
0,157359 |
19000 |
-23,08562149 |
-14,433 |
-18,1165 |
-55,63508322 |
0,3 |
0,191377 |
0,238416 |
12666,66667 |
-34,93291575 |
-22,0775 |
-27,6001 |
-84,61053821 |
0,4 |
0,261197 |
0,32249 |
9500 |
-47,18027535 |
-30,2975 |
-37,6463 |
-115,1240863 |
0,5 |
0,337016 |
0,410891 |
7600 |
-60,03043287 |
-39,4104 |
-48,5462 |
-147,9870063 |
0,6 |
0,421644 |
0,505245 |
6333,333333 |
-73,77719719 |
-49,9022 |
-60,726 |
-184,4053996 |
0,7 |
0,519339 |
0,60768 |
5428,571429 |
-88,89907604 |
-62,6076 |
-74,8819 |
-226,3886071 |
0,8 |
0,637147 |
0,72111 |
4750 |
-106,3141014 |
-79,199 |
-92,3393 |
-277,8523162 |
0,9 |
0,788057 |
0,849739 |
4222,222222 |
-128,3812183 |
-104,061 |
-116,426 |
-348,8682871 |
1 |
1 |
1 |
3800 |
-180,0912969 |
-180,091 |
-180,091 |
-540,2738895 |
1,1 |
1,350233 |
1,182464 |
3454,545455 |
-180 |
-180 |
-180 |
-540 |
1,2 |
2,208036 |
1,416232 |
3166,666667 |
-180 |
-180 |
-180 |
-540 |
1,3 |
4,011788 |
1,740789 |
2923,076923 |
-180 |
-180 |
-180 |
-540 |
1,4 |
1,909764 |
2,257432 |
2714,285714 |
-180 |
-180 |
-180 |
-540 |
1,5 |
1,498636 |
3,364904 |
2533,333333 |
-180 |
-180 |
-180 |
-540 |
1,6 |
1,307147 |
44154,41 |
2375 |
-180 |
-180 |
-180 |
-540 |
1,7 |
1,194121 |
3,69619 |
2235,294118 |
-180 |
-180 |
-180 |
-540 |
1,8 |
1,119057 |
2,726342 |
2111,111111 |
-180 |
-180 |
-180 |
-540 |
1,9 |
1,0655 |
2,315908 |
2000 |
-180 |
-180 |
-180 |
-540 |
2 |
1,025389 |
2,081666 |
1900 |
-180 |
-180 |
-180 |
-540 |
2,1 |
0,994271 |
1,928394 |
1809,52381 |
-180 |
-180 |
-180 |
-540 |
2,2 |
0,969474 |
1,819774 |
1727,272727 |
-180 |
-180 |
-180 |
-540 |
2,3 |
0,949291 |
1,738637 |
1652,173913 |
-180 |
-180 |
-180 |
-540 |
2,4 |
0,93258 |
1,675709 |
1583,333333 |
-180 |
-180 |
-180 |
-540 |
2,5 |
0,918544 |
1,625508 |
1520 |
-180 |
-180 |
-180 |
-540 |
2,6 |
0,906612 |
1,584568 |
1461,538462 |
-180 |
-180 |
-180 |
-540 |
2,7 |
0,896364 |
1,550585 |
1407,407407 |
-180 |
-180 |
-180 |
-540 |
2,8 |
0,887483 |
1,52196 |
1357,142857 |
-180 |
-180 |
-180 |
-540 |
2,9 |
0,879726 |
1,497554 |
1310,344828 |
-180 |
-180 |
-180 |
-540 |
3 |
0,872903 |
1,476524 |
1266,666667 |
-180 |
-180 |
-180 |
-540 |
Таблица 2
Рассчитаем характеристическое сопротивление схемы:
Ω |
Zпm |
0 |
799 |
0,1 |
798,9988 |
0,2 |
798,9955 |
0,3 |
798,9901 |
0,4 |
798,9833 |
0,5 |
798,9765 |
0,6 |
798,9722 |
0,7 |
798,9774 |
0,8 |
799,0099 |
0,9 |
799,1306 |
1 |
800 |
Таблица 3
Коэффициент использования полосы пропускания находится по формуле:
,где
S
=R/(R+
R)
Значение K1 позволяет определить частоту f1, до которой отклонение Rн от R не превышает R. Частота f1 = fc/K1.
R=800 Ом
R=R*5%=40 Ом
S = 800/(800+40)=0,95;
K1=0,917;
f1=3800/0,917 =4144 Гц