Курсовая работа

По дисциплине: ’’Теория электрических цепей ’’

На тему: ” Расчет электрических фильтров ”

Выполнил студент

группы М-13

Вариант - 045

Тимофеев Ю.Е

Проверила:

Дежина Е.В.

Новосибирск, 2012 г.

Содержание

Введение

1. Техническое задание	–3

2. Расчет полосового LC-фильтра	–3
2.1. Расчет амплитудного спектра радиоимпульсов	–4
2.2. Формирование требований к полосовому фильтру	–6
2.3. Формирование передаточной функции НЧ-прототипа	–7
2.4. Реализация LC-прототипа	–9
2.5. Реализация пассивного полосового фильтра	–11

3. Расчет активного полосового RC-фильтра	–11
3.1. Расчет полюсов ARC-фильтра	–11
3.2. Формирование передаточной функции	–12
3.3. Расчет элементов схемы фильтра	–13

4. Проверка результатов расчета	–15

Заключение 5. Литература	–17

Введение

Во многих радиотехнических устройствах часто возникает неоюходимость выделения заданных частотных диапазонов имеющегося спектра частот. Выделение требуемой полосы частот с очень малых затуханием осуществляется устройством (четырехполюсником), называемым электрическим фильтром.

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 конкретно элементов должен состоять этот фильтр. Получение наивыгоднейших выходных характеристик с минимальными искажениями и создание принципиальной схемы фильтра с минимальным числом элементов, осущетствляющей требуемую передачу сигнала, является содержанием расчета фильтров. Этому и посвящена данная курсовая работа.

Краткие сведения об электрических фильтрах

Электрическим фильтром называется четырехполюсник, устанавливаемый между источником питания и нагрузкой и служащий для беспрепятственного (с малым затуханием) пропускания токов одних частот и задержки (или пропускания с большим затуханием) токов других частот.

Полоса частот, в которой ослабление мало, называется полосой пропускания (прозрачности) фильтра. Полоса частот, в которой ослабление велико, называется полосой непропускания (задержания) фильтра. Между полосами пропускания и непропускания находится переходная область. По взаимному расположению полос пропускания и полос задерживания различают фильтры нижних частот (ФНЧ), фильтры верхних частот (ФВЧ), полосовые (ПФ) и режекторные фильтры (РФ).

В качестве пассивных фильтров обычно применяются четырехполюсники на основе катушек индуктивности и конденсаторов. Возможно также применение пассивных RC-фильтров, используемых при больших сопротивлениях нагрузки.

LC-фильтры были первыми фильтрами, которые использовались в устройствах передачи сигналов. Пассивный фильтр, реализующий характеристики Баттерворта или Чебышева, представляет лестничную LC-цепь, включенную между резистивным сопротивлением источника сигнала и нагрузкой . Элементы фильтра рассчитывают таким образом, чтобы обеспечить передачу максимальной мощности в полосе пропускания.

В простейшем случае нули передачи находятся в бесконечности. Таким свойством обладают передаточные функции фильтров нижних частот Баттерворта и Чебышева. Продольные ветви LC-цепи содержат индуктивности, а поперечные – емкости. Если нули передачи расположены в начале координат (фильтр верхних частот), то продольные ветви содержат емкостные элементы, а поперечные – индуктивные. Отличие фильтров Баттерворта и Чебышева в этом случае заключается только в разных значениях реактивных элементов, получаемых в процессе расчета. Количество реактивных элементов определяется порядком фильтра m. Процедура расчета фильтра сводится к выбору типа и порядка фильтра.

Пассивные фильтры устойчивы, не требуют источников питания, имеют низкую чувствительность характеристик к изменениям номиналов элементов. Их основной недостаток при работе на частотах меньше 100 МГц – большие габариты и вес, обусловленные размерами индуктивных катушек.

Методы проектирования аналоговых фильтров с типовыми амплитудно-частотными характеристиками хорошо разработаны. Имеются многочисленные справочники, в которых приведены подробные таблицы с параметрами фильтров различных порядков.

Этого недостатка лишены активные RC-фильтры. Такой фильтр содержит резисторы, конденсаторы и активные элементы (как правило, операционные усилители). Активные фильтры широко используют в геофизической, медицинской аппаратуре, устройствах связи. В простых случаях активный фильтр представляет каскадное соединение звеньев второго-первого порядков. Преимущества каскадной реализации заключаются в простоте расчета и настройки фильтра.

1 / 51 2 3 4 5 > Следующая >>>