Расчет фильтра.

1.Определение требуемого типа и порядка фильтра.

Тип фильтра определяется допустимой неравномерностью его АЧХ в полосе пропускания. Так как в нашем случае , то выбираем фильтр Чебышева.

Необходимый порядок фильтра определяется шириной переходных областей , минимальным затуханием на частоте загражденияи допустимой неравномерностью АЧХ в полосе пропускания.

Для фильтра Чебышева:

.

где .

Так как порядок фильтра должен быть целым, то берётся ближайшее целое число.

Количество звеньев определяется соотношением:

Подробные расчёты всех параметров фильтра с помощью пакета MathCadприведены в конце курсовой работы.

2. Расчёт коэффициентов и добротности звеньев обобщённой АЧХ фильтра.

- коэффициенты полинома, аппроксимирующего передаточную функцию фильтра. Численное значение этих коэффициентов зависит от типа фильтра, его порядка, допустимой неравномерности АЧХ в полосе пропускания и рассчитывается из соотношений:

Для описания свойств звеньев фильтра вводится понятие добротности полюсов его передаточной функции, определяемой соотношением: .

Таким образом, мы будем рассматривать каскадную реализацию фильтра 6-ого порядка в виде соединения 3-х взаимонезависимых звеньев второго порядка.

3. Расчёт звеньев фильтра.

1 и 2 звенья– звенья ФНЧ второго порядка с многопетлевой ООС.

Данное звенья обеспечивают усиление сигнала.

Их передаточная характеристика имеет вид:

Значение емкости С1 выбирается близким к значению [мкФ].

Номинальное значение С2 должно удовлетворять условию .

Величины R1,R2,R3 рассчитываются по формулам:

Для первого звена берём К=5, для второго К=2. Результаты, полученные при расчёте,

можно видеть в приложении.

3 звено- звено ФНЧ второго порядка на ОУ с единичным усилением.

Это звено содержит минимальное количество элементов. Его рекомендуется использовать

при значениях . В нашем случаеQ=3.416.

Передаточная характеристика имеет вид:

Характеристика звена второго порядка в общем виде:

Номинальное значение емкости С2 выбираем близким к [мкФ], номинальное

значение С1 выбираем из условия .

Для расчёта элементов схемы получаем следующие формулы:

Для каждого из звеньев выбираем операционный усилитель К140УД6А со следующими характеристиками:

Коэффициент усиления К, В/мВ 70

Напряжение смещения нуля , мВ 5

Дрейф напряжения смещения , мкВ/20

Входные токи , нА 30

Разность входных токов ,нА 10

Дрейф разности входных токов 0,1

Частота единичного усиления ,МГц 1

Скорость нарастания входного напряжения ,В/мкс 2,5

Коэффициент ослабления синфазного сигнала ,дБ 80

Входное сопротивление , МГОм 2

Максимальный выходной ток , мА 25

Потребляемый ток , мА 2,8

Максимальное выходное напряжение , В 12

Тип корпуса 301.8-2

Литература:

1. П. Хоровиц, У. Хилл. Искусство схемотехники.М.:1986.

2. Методические указания к курсовому проектированию по радиоэлектронике.

Под ред. В.А. Кустова. М.: 1987.

3. Методические указания к курсовому проектированию по радиоэлектронике.

Под ред. В.А. Кустова. М.: 1990.

6