МИНИСТЕРСТВО КУЛЬТУРЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КИНО И ТЕЛЕВИДЕНИЯ»

------------------------------------------------------------------------------------------------------

Факультет аудиовизуальной техники

Кафедра технической электроники

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «СХЕМОТЕХНИКА АНАЛОГОВЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ»

студента гр. _______________________________________________________________

(Номер) (Фамилия, имя, отчество полностью)

на тему «Установка для измерения нелинейных искажений методом полос шума: полосовой фильтр для измерений в полосе № 4».

Проект допущен к защите

Руководитель ___________________________________________/_________________

(Должность) (Дата) (Подпись) (Ф.И.О.)

Студент ____________________________________________________________

( Дата) (Подпись)

Санкт-Петербург

201__

ФАКК ФГОУ ВПО «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КИНО И ТЕЛЕВИДЕНИЯ»

К афедра технической электроники

ЗАДАНИЕ

на курсовой проект по дисциплине

«Схемотехника аналоговых электронных устройств»

Студенту Звереву С. И. группы (шифр) 7346

Дата выдачи задания 23.11.09 г.

Срок сдачи проекта на проверку сессия 5 ^го курса Срок защиты сессия 5 ^го курса

Тема проекта Установка для измерения нелинейных искажений методом полос шума: полосовой фильтр для измерений в полосе № 4

Исходные данные: λ _дБ = 1 дБ; Q₃ = 1,42; К₃,_дБ = – 60 дБ; f₀ = 2000 Гц

Перечень графического материала, представляемого к защите:

• электрическая принципиальная схема устройства

• схема расположения элементов на печатной плате

Пояснительная записка должна содержать следующие составные части и элементы:

Титульный лист

Бланк с заданием на проектирование

Реферат

Содержание

Введение

1. Эскизное проектирование устройства

2. Расчет режимов и определение параметров схемы устройства

3. Разработка дополнительных вопросов проектирования Заключение

Список использованных источников

Приложения

Рекомендуемая литература:

1.Тихонова Л.С. Схемотехника аналоговых электронных устройств. Алгоритм проектирования активных фильтров Чебышева. - СПб.: Изд. СПбГУКиТ, 2003.-44 с.

2. Журавлев В.М., Поляков СБ., Храмов А.Я. Усилительные устройства. Проектирование усилителей звукового диапазона частот. Часть 3. Оформление технической документации к курсовому проекту и разработка дополнительных вопросов проектирования усилителей.

Методические указания по курсовому проектированию для студентов заочного отделения специальности 0615 "Звукотехника", ЛИКИ, 1986. - 55 с.

Задание выдал Тихонова Л.С.

Р еферат

В данном курсовом проекте требуется рассчитать заграждающий фильтр для измерителя нелинейных искажений методом полос шума: полосовой фильтр для измерений в полосе №4. Работа включает в себя:

1. Расчетную часть.

2. Разработку схемы электрической принципиальной.

Первая часть подразумевает расчёт фильтра. Вторая часть включает в себя расчёт номиналов резисторов и конденсаторов, выбор операционных усилителей, выбор номиналов ЭРИ с учётом типовых рядов.

Пояснительная записка содержит 32 страницы и 7 рисунков.

Приложения:

• Электрическая принципиальная схема;

Содержание

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………………5

1. ЭСКИЗНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФИЛЬТРА……………………………….……...7

1. Структурная схема измерительной установки……………………………... 7

2. Выбор типа аппроксимации фильтра и схемы его реализации……………11

3. Ориентировочный выбор типа ОУ……………………………………………13

4. Исходные данные для проектирования……………………………………….14

5. Расчёт параметров ИНУН……………………………………………….……15

6. Расчёт порядка фильтра………………………………………………………..16

7. Расчёт количества ячеек фильтра…………………………………………….17

8. Базовая расчётная схема фильтра…………………………………………….18

1. РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЖИМОВ СХЕМЫ ФИЛЬТРА……………………………………………………………………………….20

   1. Определение нормированных параметров элементов схемы ФНЧ и ФВЧ………………………………………………………………………………….20

   2. Выбор значения масштабного коэффициента для первых звеньев ФНЧ и ФВЧ…………………………………………………………………………………21

   3. Выбор значения масштабного коэффициента для других звеньев ФНЧ и ФВЧ…………………………………………………………………………………23

   4. Денормирование значений элементов схемы ФВЧ и ФНЧ…………………………………………………………………………………24

2. РАЗРАБОТКА ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ВОПРОСОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ………………………………………………………………….27

   1. Полная расчётная схема фильтра………………………………………………..27

   2. Выбор типов прецизионных резисторов и конденсаторов, разъёмов, элементов схемы типового включения ОУ, антигенерационных элементов…………………………………………………………………………..29

   3. Описание конструкции фильтра…………………………………………………30

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………..31

ПРИЛОЖЕНИЯ.

В ВЕДЕНИЕ

Из-за широкого внедрения в электронику интегральных схем, многие схемотехнические решения, применяющиеся ранее повсеместно, претерпели коренной пересмотр. В значительной степени это коснулось теории и практики построения частотно – избирательных фильтров. Было выяснено, что создать катушку индуктивности в микроэлектронном исполнении практически невозможно. Выполненная же обычным способом катушка обладает рядом существенных недостатков.

• большие габариты, масса;

• потери, приводящие к отклонению расчётных характеристик от реальных;

• большая рассеиваемая мощность;

• нелинейные искажения, связанные с насыщением сердечника.

Эти причины вызвали стремление исключить катушки из фильтров. Но фильтр, выполненный только на пассивных R и С элементах, имеет большие собственные потери и характеризуется низкими избирательными свойствами. Поэтому для получения качественного фильтра пассивную RC – цепь применяют в сочетании с компенсирующим потери активным прибором. Таким прибором в настоящее время, как правило, является операционный усилитель.

Фильтр, представляющий собой сочетание пассивных RC – цепей и усилительного активного прибора, называют активным фильтром или ARC – фильтром.

К преимуществу активных фильтров, в первую очередь, следует отнести способность усиливать сигнал, лежащий в их полосе пропускания.

В отличие от пассивных, ARC – фильтры обеспечивают более качественное разделение полос пропускания и затухания. В них сравнительно просто можно регулировать неравномерность частотной характеристики, не предъявляя жёстких требований к согласованию нагрузки с фильтром. Все эти преимущества активных фильтров обеспечили им самое широкое применение, особенно в диапазоне низких частот. Они используются в системах связи с частотным разделением каналов, в телефонии, в устройствах записи и воспроизведении звука, в технике н изкочастотного приёма и анализа, анализаторах спектра и многих других устройств.

Являясь, по сути, избирательными усилителями, не имея в своём составе катушек индуктивности, они могут выполняться в виде интегральных схем. Вместе с тем, активным фильтрам свойственны и недостатки, которые ограничивают область их применения:

• невозможность использования в силовых цепях, например, в качестве фильтров выпрямителей;

• необходимость источника питания;

• ограниченный частотный диапазон, определяемый собственными частотными свойствами активного элемента (прибора).

Активные фильтры можно классифицировать по различным признакам: полосе пропускаемых частот, типу аппроксимирующей функции, типу активного прибора, назначению и др.

По полосе пропускаемых частот ARC – фильтры, как и пассивные, делятся на 4 класса: нижних частот, верхних частот, полосовые и заграждающие (режекторные).

При практической реализации фильтры с имитированными индуктивностями оказываются значительно более дорогими, по сравнению с фильтрами на основе ОУ, т.к. требуют прецизионных параметров элементов схемы и более тщательной настройки. Поэтому фильтры на ОУ получили более широкое распространение.

Наибольшее применение находят фильтры Баттерворта и Чебышева.