6. Расчет схемы на стабильность частоты резонанса в рабочем диапазоне температур

При температуре T=5⁰С

Резонансная частота для первого каскада определяется по формуле:

,

.

Резонансная частота для второго каскада определяется по формуле:

Резонансная частота для третьего каскада определяется по формуле:

Резонансная частота для четвертого каскада определяется по формуле:

Резонансная частота для пятого каскада определяется по формуле:

Погрешность изменения частоты от изменения температуры определяется отношением:

,

где - частота среза, - частота при заданной температуре.

Результаты расчета для первого каскада при Т=5 :

Результаты расчета для второго каскада при Т=5 :

Результаты расчета для третьего каскада при Т=5 :

Результаты расчета для четвертого каскада при Т=5 :

Результаты расчета для пятого каскада при Т=5 :

При температуре T=50⁰С

Резонансная частота для первого каскада определяется по формуле:

,

.

Резонансная частота для второго каскада определяется по формуле:

Резонансная частота для третьего каскада определяется по формуле:

Резонансная частота для четвертого каскада определяется по формуле:

Резонансная частота для пятого каскада определяется по формуле:

Погрешность изменения частоты от изменения температуры .

Результаты расчета для первого каскада при Т=50 :

Результаты расчета для второго каскада при Т=50 :

Результаты расчета для третьего каскада при Т=50 :

Результаты расчета для четвертого каскада при Т=50 :

Результаты расчета для пятого каскада при Т=50 :

В результате проведенного расчета можно сделать вывод о том, что ТКС и ТКЕ выбранных типов резисторов и конденсаторов обеспечивают необходимую стабильность резонансной частоты f₀ ( 5%).

6. Результаты и анализ моделирования на схемы эвм

Проведем моделирование фильтра нижних частот девятого порядка в системе схемотехнического моделирования Micro-Cap 9 [5].

Из полученной в результате моделирования амплитудно-частотной характеристики проектируемого фильтра видно, что на заданной частоте среза  2 кГц обеспечивается требуемый коэффициент усиления равный

6 дБ, неравномерность передачи в полосе пропускания составляет 3дБ и минимальное затухание в полосе задерживания  20 дБ. Т.е. результаты моделирования соответствуют заданным параметрам технического задания.

Заключение

В результате выполнения курсового проекта была разработана схема фильтра Баттерворта нижних частот девятого порядка. Данная схема была смоделирована в схемотехническом пакете Micro-Cap 7.0, и получены расчетные характеристики.

Данная схема фильтра обеспечивает необходимую стабильность резонансной частоты f_o (Δf/ f₀5%) в заданном диапазоне температур от +5⁰С до +50⁰С.

Список литературы

1. Джонсон Д., Джонсон Дж., Мур Г. Справочник по активным фильтрам: Пер с англ.- М.: Энергоатомиздат, 1983.

2. Фолкенберри Л. Применение операционных усилителей и линейных ИС: Пер с англ. - М.: Мир, 1985.

3. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника - М.:Высш. Шк., 1982.

4. Аксенов А.И., Нефедов А. В. Резисторы. Конденсаторы. Провода. Справочное пособие. 2000.

5. Гречихин В. В. Моделирование электронных узлов медицинской и измерительной техники: Учеб. пособие / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. – Новочеркасск: ЮРГТУ, 2004.