Федеральное агенство связи

Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования

“Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики”

(ФГОБУ ВПО “СибГУТИ”)

Кафедра САПР

Курсовая работа по дисциплине

«Программное обеспечение инфокоммуникационных технологий»

тема:

«Расчёт параметров селективных АЦП с передискретиазцией»

Вариант: 4

Выполнил:

Студент

курса факультета

Проверил:

Новосибирск, 2012

Содержание

Описание задания 4

ИКМ-преобразование с передискретизацией 7

Аналоговый фильтр нижних частот 7

Расчёт элементов схемы АФНЧ 8

Теория расчёта аналогового фильтра нижних частот (АФНЧ) 9

Определение порядков фильтров Баттерворта и Чебышева 9

Расчёт АФНЧ Чебышева для первоначальных данных 11

Расчёт АФНЧ Чебышева для новых данных 18

Расчёт элементов схемы АФНЧ 30

Теория расчёта цифрового ФНЧ 35

Расчёт цифрового ФНЧ Крауэра 40

44

45

47

Заключение 49

Список литературы 50

Во многих радиотехнических устройствах часто возникает необходимость выделения заданных частотных диапазонов из имеющегося спектра частот. Выделение требуемой полосы частот с очень малым затуханием осуществляется фильтрами.

В начале нашего столетия электрические фильтры, составленные из ряда катушек индуктивности и конденсаторов, получили широкое применение в технике. Благодаря их применению оказалось возможным осуществление многих магистралей дальней телефонной, телеграфной и других видов связи.

При расчете фильтра, с одной стороны, необходимо определить, с какими допустимыми искажениями передается входной сигнал, являющийся функцией частоты или времени, на выход фильтра, и, с другой стороны, из каких конкретных элементов должен состоять этот фильтр. Получение наивыгоднейших выходных характеристик с минимальными искажениями и создание принципиальной схемы фильтра с минимальным числом элементов, осуществляющей требуемую передачу сигнала, является содержанием расчета фильтров.

В данной курсовой работе нам предоставляется возможность благодаря программной среде MathCAD рассчитать параметры различных фильтров и их элементов.

Описание задания

В процессе выполнения задания необходимо:

а) привести структурную схему АЦП с передискретизацией и описать назначение каждого элемента этой схемы;

б) по данным таблицы 1 (в соответствии с вариантом задания, № варианта определяется двумя последними цифрами студенческого билета) выбрать данные для расчета аналогового фильтра нижних частот (АФНЧ), положив требуемое затухание на граничной частоте полосы непропускания (A_min) равным 20 дБ; Расчет характеристик фильтра ведется по заданным значениям неравномерности группового времени запаздывания (A_max, дБ) в полосе пропускания (граничная частота f_PP ) и требуемому затуханию (A_min, дБ) на граничной частоте полосы непропускания (f_pn) (рис. 5)

Рисунок 5

в) рассчитать минимальный порядок АФНЧ Баттерворта и Чебышева;

г) для фильтра имеющего наименьший порядок рассчитать с помощью программной среды MathCAD амплитудно-частотную (АЧХ), фазо-частотную (ФЧХ) характеристики и зависимость группового времени запаздывания от частоты (τ(w));

д) сравнить полученные значения времени запаздывания с нормами для звуковых сигналов в радиовещательных трактах (таблица 2). Если полученные значения для выбранного типа АФНЧ не удовлетворяют нормам, то необходимо выполнить аналогичные расчеты для другого типа фильтра и произвести окончательный выбор типа АФНЧ (если оба типа не удовлетворяют требованиям, то необходимо уменьшить требования к АФНЧ по A_min на 2-10 дБ пока требования не будут удовлетворяться и повторить расчеты;

е) произвести расчеты элементов схемы аналогового фильтра и составить ее;

ж) для цифрового фильтра определить требуемое затухание на граничной частоте полосы непропускания, равной

дБ,

здесь – рабочее затухание АФНЧ;

з) выполнить расчет АЧХ, ФЧХ и группового времени запаздывания τ(w) для заданного вида цифрового фильтра нижних частот (ЦФНЧ) – таблица 3;

и) произвести анализ полученных результатов.

Для выполнения курсового проекта достаточно методических указаний и лекционного материала.

Таблица 1 Пояснения к обозначениям в таблице 1, 2, 3.

№	4
Amin,дб	40
Amax, дб	1,5
wn	1,3
fв, кГц	14

- f_в ( обычно f_PP = f_в )– верхняя частота звукового сигнала, соответствует граничной полосы пропускания ФНЧ (обычно при расчете фильтра принимается в качестве нормирующей частоты);

- А_min – рабочее затухание на граничной частоте полосы непропускания АФНЧ (выбирается равной половине частоты дискретизации f_д из таблицы 3);

- А_max - неравномерность затухания в полосе пропускания АФНЧ;

- f_д – исходная частота дискретизации (f_д ≥ 2f_в);

- – неравномерность затухания в полосе пропускания ЦФНЧ;

В таблице 2 заданы нормы на групповое время запаздывания (τ_d) для ряда частот в соответствии со стандартами для трактов радиовещательных сигналов.

В таблице 2 значения частоты нормированы относительно частоты 10 кГц (w=f/10), где f – текущая частота в кГц.

В таблице 3 в строке «тип фильтра» букве Ч1 соответствует фильтр Чебышева 1-го рода, Б – Баттерворта и К – Кауэра.

Таблица 2

w	4·10-3	7,5·10-3	0,01	0,64	0,7	1,4	1,5
τd, мс	55	24	20	5	10	8	12

Таблица 3

№	4
fд , кГц	48
, дб	0,7
Тип фильтра	К