Московский Государственный Институт Электронной Техники

(Технический университет)

Курсовая работа по «Радиоэлектронике»

Тема: «ФВЧ каскадного типа»

Выполнил: Рябова Е.А.

Преподаватель: Кузнецов С.Н.

Москва, 2000 г.

Задание на курсовой проект.

Разработать ФВЧ каскадного типа со следующими параметрами:

– частота среза f_c, Гц 200

– затухание АЧХ на частоте f_c/2, Дб ≥60

– неравномерность АЧХ в полосе пропускания, Дб ≤1,5

– U_{вх max} , В 2

– f_{вх max} , Гц 5000

– K_∞ 2

– R_г , кОм 10

– R_н , кОм 2

– T, ºС –10 … +50

Общие сведения.

Активные RC фильтры (АRCФ) каскадного типа на дискретных элементах используются в частотном диапазоне от десятков – сотен герц до десятков килогерц.

АRCФ обладают следующими достоинствами:

– отсутствие индуктивных элементов;

– возможностью одновременного с селекцией усиления сигнала;

– более простой настройкой фильтра (в сравнении с лестничной структурой), так как фильтр состоит из взаимно независимых звеньев второго порядка (и одного звена первого порядка при n – нечетном).

Определение типа и порядка фильтра, количества его звеньев.

Тип фильтра определяется допустимой неравномерностью его АЧХ в полосе пропускания. Т.к. Дб ≠ 0, то выбираем фильтр Чебышева.

Определение порядка фильтра:

, где

Т.к. порядок фильтра должен быть целым, то берем ближайшее целое число.

; – число звеньев в каскадном ФВЧ.

Первое звено – первого порядка, остальные – второго, т.к. n – нечетное.

Определение коэффициентов a_i ,b_i полинома, аппроксимирующего передаточную функцию фильтра, и добротности полюсов ПХ звеньев фильтра.

n – нечетное

a₁=1/sh γ ; b₁ = 0 ; ; ,

где ; . Добротность:

I	1	2	3	4
ai	4,35	1,88	0,42	0,10
bi	0	4,71	1,51	1,00
Qi	0	1,58	1,90	3,16

Выбор и расчет звеньев фильтра.

Перед расчетом отдельных звеньев фильтра высокого порядка необходимо разделить общий коэффициент усиления, требуемый от АRCФ, между звеньями: .

Возьмем K_∞1 = 2, K_∞i = 1 для i = 2…4.

1 звено (первого порядка).

С₁ = 10 / f_c = 0,05 мкФ, выбираем из ряда Е192 С₁ = 49,9 нФ. Далее рассчитываем кОм. Из ряда Е192 R₁ = 3,7 кОм,. R₂ = K_∞1 · R₁ = 7,41 кОм (ряд Е192)

R₁ = 3,7 кОм; R₂ = 7,41 кОм; C₁ = 49,9 нФ.

Тип ОУ – 140УД12 (I_см = 15 мкА), т.к. f₁ = 1 МГц >> K_∞1 · f_msx = 10 КГц, R_вх = 5 МОм.

2 звено (второго порядка).

С₁ = С₂ = 10 / f_c = 49,9 нФ (ряд Е192)

16,9 кОм (ряд Е192);

3,18 кОм (ряд E192)

Тип ОУ – 140УД12 (I_см = 15 мкА), т.к. f₁ = 1 МГц >> K_∞2 · f_msx = 5 КГц, R_вх = 5 МОм. Для использования этого ОУ: R₁ = 3,18 кОм; R₂ = 16,9 кОм; C₁ = C₂ = 49,9 нФ.

3 звено (второго порядка).

С₁ = С₂ = 10 / f_c = 49,9 нФ (ряд Е192)

75,8 кОм (ряд Е192);

2,21 кОм (ряд E192)

Тип ОУ – 140УД12 (I_см = 15 мкА), т.к. f₁ = 1 МГц >> K_∞2 · f_msx = 5 КГц, R_вх = 5 МОм. Для использования этого ОУ: R₁ = 2,21 кОм; R₂ = 75,8 кОм; C₁ = C₂ = 49,9 нФ.

4 звено (второго порядка).

K_∞4 = 1, то С₁ = С₂ = 10 / f_c = 49,9 нФ (ряд Е192).

318 кОм (ряд Е192);

792 Ом (ряд E192)

Тип ОУ – 140УД12 (I_см = 15 мкА), т.к. f₁ = 1 МГц >> K_∞2 · f_msx = 5 КГц, R_вх = 5 МОм.

Для использования этого ОУ: R₁ = 792 Ом; R₂ = 318 кОм; C₁ = C₂ = 49,9 мкФ.

Выбор типов элементов.

P_вх = U²_{вх max} / R_г = 0,0004 Вт. P_вых = U²_{вых max} / R_н = 0,072 Вт.

Для этой схемы можно взять любой из типов резисторов общего назначения (С2-23, С2-33, С2-36, ОМЛТ, МЛТ) с номинальной мощностью рассеивания от 0,125 Вт.

Выберем тип конденсаторов для этой схемы: К71-7.

Литература:

1) Методические указания по курсовому проектированию по радиоэлектронике, под ред. д.т.н. В.А. Кустова, М., 1990г.

2) Методические указания по курсовому проектированию по радиоэлектронике, под ред. д.т.н. В.А. Кустова, М., 1987г.

3) Конспект лекций.