2. Задания к курсовой работе.
Каждому студенту преподаватель задает вариант схемы и значение пара-метров двухзвенного АRC-фильтра каскадной структуры. Варианты [3] представлены в таблице 1.
Таблица 1
№ |
Схема ARC-фильтра |
Параметры фильтра |
1 |
|
R = 100 кОм С1 = 2 нФ С2 = 1,6 нФ С3 = 1,2 нФ К = 3,4
|
2 |
|
R = 100 кОм С1 = 2,4 нФ С2 = 1,3 нФ К1 = 3,2 К2 = 1,4
|
3 |
|
R = 100 кОм С = 1,4 нФ К1 = 2,5 К2 = 1,7
|
4 |
|
R1 = 100 кОм R2 = 68 кОм R3 = 233 кОм С1 = 1,4 нФ С2 = 1 нФ К = 1,2 |
5 |
|
R = 100 кОм С1 = 1,4 нФ С2 = 1,2 нФ К1 = 2,5 К2 = 0,6
|
6 |
|
R1 = 100 кОм R2 = 68 кОм R3 = 233 кОм С1 = 2 нФ С2 = 1 нФ К = 3,4 |
7 |
|
R1 = 100 кОм R2 = 68 кОм R3 = 116 кОм С1 = 2,4 нФ С2 = 1 нФ К = 3,2 |
8 |
|
R = 100 кОм С1 = 1,4 нФ С2 = 1,2 нФ К1 = 2,5 К2 = 1,4
|
9 |
|
R = 100 кОм С1 = 1,9 нФ С2 = 1 нФ К1 = 3,4 К2 = 4,1
|
10 |
|
R1 = 100 кОм R2 = 68 кОм R3 = 116 кОм С1 = 1,4 нФ С2 = 1 нФ К = 2,5 |
11 |
|
R = 100 кОм С1 = 1,4 нФ С2 = 1,6 нФ С3 = 1,2 нФ К = 1,2
|
12 |
|
R = 100 кОм С1 = 2,4 нФ С2 = 1,6 нФ С3 = 1,2 нФ К = 3,2
|
13 |
|
R1 = 100 кОм R2 = 68 кОм R3 = 233 кОм С1 = 1,4 нФ С2 = 1 нФ
|
14 |
|
R1 = 100 кОм R2 = 68 кОм R3 = 116 кОм С1 = 2 нФ С2 = 1 нФ К = 3,4 |
15 |
|
R = 100 кОм С1 = 1,4 нФ С2 = 0,8 нФ К1 = 1,2 К2 = 4,1
|
16 |
|
R = 100 кОм С1 = 2,4 нФ С2 = 1,4 нФ К1 = 3,2 К2 = 1,7
|
17 |
|
R = 100 кОм С1 = 1,4 нФ С2 = 0,8 нФ К1 = 2,5 К2 = 4,1
|
19 |
|
R = 100 кОм С1 = 2,4 нФ С2 = 0,8 нФ К1 = 3,2 К2 = 4,1
|
20 |
|
R = 100 кОм С1 = 1,4 нФ С2 = 1,6 нФ С3 = 1,2 К2 = 2,5
|
21 |
|
R = 100 кОм С1 = 1,95 нФ С2 = 1,43 нФ К1 = 3,35 К2 = 1,71
|
22 |
|
R = 100 кОм С1 = 2,4 нФ С2 = 1,3 нФ К1 = 3,2 К2 = 0,6
|
23 |
|
R = 100 кОм С1 = 1,4 нФ С2 = 1,3 нФ К1 = 1,2 К2 = 1,4
|
24 |
|
R1 = 100 кОм R2 = 68 кОм R3 = 233 кОм С1 = 2,4 нФ С2 = 1 нФ К = 3,2 |
25 |
|
R = 100 кОм С1 = 1,4 нФ К1 = 1,2 К2 = 1,7
|
26 |
|
R = 100 кОм С1 = 1,95 нФ С2 = 1,26 нФ К1 = 3,4 К2 = 1,4
|
27 |
|
R1 = 100 кОм R2 = 68 кОм R3 = 116 кОм С1 = 1,4 нФ С2 = 1 нФ К = 1,2 |
28 |
|
R = 100 кОм С1 = 2 нФ С2 = 1,3 нФ К1 = 3,4 К2 = 0,6
|
29 |
|
R = 100 кОм С1 = 1 нФ С2 = 1,6 нФ С3 = 1,2 К = 3,1
|
30 |
|
R = 100 кОм С1 = 1,8 нФ С2 = 0,8 нФ К1 = 2,5 К2 = 4,1
|
31 |
|
R1 = 100 кОм R2 = 68 кОм R3 = 116 кОм С1 = 1,8 нФ С2 = 1 нФ К = 1,2 |
32 |
|
R = 100 кОм С1 = 1 нФ С2 = 1,2 нФ К1 = 2,5 К2 = 1,4
|
33 |
|
R = 100 кОм С1 = 1,8 нФ С2 = 1,2 нФ К1 = 2,5 К2 = 1,4
|
34 |
|
R1 = 100 кОм R2 = 68 кОм R3 = 116 кОм С1 = 1,8 нФ С2 = 1 нФ К = 1,2 |
35 |
|
R = 100 кОм С1 = 1,8 нФ С2 = 1,6 нФ С3 = 1,2 К = 2,5
|
36 |
|
R = 100 кОм С1 = 1 нФ С2 = 1,4 нФ К1 = 3,4 К2 = 1,7
|
37 |
|
R = 100 кОм С1 = 1,8 нФ С2 = 1,2 нФ К1 = 1,2 К2 = 0,6
|
38 |
|
R = 100 кОм С1 = 1,8 нФ С2 = 1,4 нФ К1 = 2,5 К2 = 1,7
|
39 |
|
R1 = 100 кОм R2 = 68 кОм R3 = 233 кОм С1 = 1 нФ К = 1,2 |
40 |
|
R1 = 100 кОм R2 = 117 кОм R3 = 68 кОм С1 = 1 нФ С2 = 1,8 нФ К = 2,5 |
41 |
|
R1 = 100 кОм R2 = 68 кОм R3 = 233 кОм С1 = 1,8 нФ С2 = 1 нФ К = 2,5 |
42 |
|
R = 100 кОм С1 = 1,8 нФ С2 = 1,6 нФ С3 = 1,2 К = 1,2
|
43 |
|
R1 = 100 кОм R2 = 116 кОм R3 = 68 кОм С1 = 1 нФ К = 3,4 |
44 |
|
R = 100 кОм С1 = 1,8 нФ С2 = 1,4 нФ К1 = 1,2 К2 = 1,7
|
45 |
|
R = 100 кОм С1 = 1,8 нФ С2 = 0,8 нФ К1 = 1,2 К2 = 4,1
|
46 |
|
R = 100 кОм С1 = 1,4 нФ С2 = 2 нФ К1 = 2,5 К2 = 1,4
|
47 |
|
R = 100 кОм С1 = 1,4 нФ С2 = 3,5 нФ К1 = 1,2
|
48 |
|
R = 100 кОм С1 = 2,4 нФ С2 = 3,7 нФ С3 = 2,2 К = 3,2
|
49 |
|
R = 100 кОм С1 = 1,4 нФ С2 = 3,5 нФ К1 = 2,5 К2 = 1,2
|
50 |
|
R = 100 кОм С1 = 1,4 нФ С2 = 2 нФ К1 = 1,2 К2 = 0,6
|
51 |
|
R = 100 кОм С1 = 2 нФ С2 = 3,7 нФ С3 = 1,1 К = 3,4
|
52 |
|
R = 100 кОм С1 = 2,4 нФ С2 = 5 нФ К1 = 3,2 К2 = 4,1
|
53 |
|
R = 100 кОм С1 = 1,4 нФ С2 = 2,8 нФ К1 = 1,2 К2 = 1,7
|
54 |
|
R = 100 кОм С1 = 1,4 нФ С2 = 2 нФ К1 = 2,5 К2 = 0,6
|
55 |
|
R = 100 кОм С1 = 2 нФ С2 = 3,7 нФ С3 = 2,2 К = 3,4
|
56 |
|
R = 100 кОм С1 = 2,4 нФ С2 = 3,7 нФ С3 = 1,1 К = 3,2
|
57 |
|
R = 100 кОм С1 = 1,4 нФ С2 = 2,8 нФ К1 = 2,5 К2 = 1,7
|
58 |
|
R = 100 кОм С1 = 1,4 нФ С2 = 3,7 нФ С3 = 2,2 К = 2,5
|
59 |
|
R = 100 кОм С1 = 2,4 нФ С2 = 3,5 нФ К1 = 3,2 К2 = 1,2
|
60 |
|
R = 100 кОм С1 = 1,4 нФ С2 = 2 нФ К1 = 1,2 К2 = 4,1
|
61 |
|
R = 100 кОм С1 = 1,4 нФ С2 = 5 нФ К1 = 2,5 К2 = 4,1
|
62 |
|
R = 100 кОм С1 = 2 нФ С2 = 2,8 нФ К1 = 3,4 К2 = 1,7
|
63 |
|
R = 100 кОм С1 = 1,4 нФ С2 = 3,7 нФ С3 = 2,2 К = 1,2
|
64 |
|
R = 100 кОм С1 = 1,4 нФ С2 = 3,7 нФ С3 = 1,1 К = 2,5
|
65 |
|
R = 100 кОм С1 = 1,4 нФ С2 = 3,7 нФ С3 = 1,1 К = 1,2
|
66 |
|
R = 100 кОм С1 = 2,4 нФ С2 = 2,8 нФ К1 = 3,2 К2 = 1,7
|
Содержание задания на исследование фильтра.
1. Найти операторную передаточную функцию фильтра, составив и решив систему узловых уравнений для электрической цепи каждого звена фильтра.
2. Получить выражения для АЧХ и ФЧХ передаточной функции фильтра и каждого его звена, построить их графики и указать тип фильтра.
3.
Найти переходную характеристику первого
звена фильтра и построить ее график.
Определить по графику период, частоту
и затухание (логарифмический декремент
затухания) свободных колебаний.
4. Оценить допустимую величину ступенчатого воздействия на фильтр для заданного напряжения на входе усилителя второго звена фильтра во избежание его перегрузки ( по заданию преподавателя).
5. Получить выражения и построить графики:
а) спектральной плотности амплитуд,
б) спектра фаз,
в) спектральной плотности энергии колебаний на входе и выходе фильтра, если к его входу подведен одиночный импульс заданной формы (табл.2). Оценить области концентрации энергии воздействия и реакции и показать на графике ширину спектра.
6. Убедиться в устойчивости фильтра по расположению полюсов его передаточной функции, показав их на комплексной плоскости.
7. Построить годограф передаточной функции по петле обратной связи первого звена фильтра, разомкнув цепь обратной связи на входе первого усилителя звена. Убедиться в устойчивости фильтра по критерию Найквиста.
8. При каких значениях коэффициента усиления усилителя первого звена фильтра цепь будет находиться строго на границе устойчивости? Чему при этом равна частота свободных колебаний в каскаде?
Таблица 2
№ |
Наименование импульса |
График импульса |
Аналитическое выражение |
Примечание |
1 |
Прямоугольный видеоимпульс |
|
u(f) = U при 0 ≤ t ≤ tи u(t) = 0 при t >tи |
|
2 |
Треугольный видеоимпульс |
|
U(t)=
при
0 ≤ t
≤
u(t)
= - при
|
|
3 |
Синусоидальный видеоимпульс |
|
u(f) = Usinω0 t при 0 ≤ t ≤ tи u(t) = 0 при t >tи |
|
4 |
Затухающая экспонента |
|
u(t)
= U при t >0 |
|
5 |
Экспоненциальный видеоимпульс |
|
u(t)
= U при -∞≤ t ≤ ∞ |
е-a│r│= |
6 |
Колоколообразный импульс (импульс Гаусса) |
|
u(t)
= Uе-αt при -∞≤ t ≤ ∞ |
|
-
