
- •Телекоммуникаций и информатики
- •«Расчёт электрических фильтров по рабочим параметрам»
- •Постановка задачи синтеза электрического фильтра
- •Выбор варианта
- •1.Нормирование по частоте
- •2. Аппроксимация частотной характеристики рабочего ослабления фильтра по Чебышеву.
- •3. Реализация схемы фнч по Попову.
- •4. Денормирование и расчет элементов схемы.
- •5. Расчет характеристик заданного фильтра.
- •6. Аналитический метод расчета характеристик фильтра
- •7. Расчет частотных характеристик фильтра на эвм.
- •8. Расчет временных характеристик фильтра на эвм.
- •9. Выводы
- •10. Литература
4. Денормирование и расчет элементов схемы.
Рисунок 4.1 – Схема заданного фильтра
Для перехода от нормированной схемы к денормированной схеме с заданными нагрузочным сопротивлением R2 и граничной частотой f2 для ФНЧ осуществляется изменение уровня сопротивления и масштаба частоты с помощью следующих множителей:
а) преобразующий множитель сопротивления:
где R2 — нагрузочное сопротивление;
r2 — нормированное нагрузочное сопротивление;
б) преобразующий множитель частоты:
Тогда коэффициенты денормирования индуктивности и ёмкости определятся по формулам:
и денормированные значения элементов схемы – с помощью:
,
соответственно
здесь неправильно
Величины емкостей приведены в фарадах, а индуктивностей в генри.
5. Расчет характеристик заданного фильтра.
После выполнения
синтеза электрического фильтра важно
убедиться в его соответствии техническим
требованиям. Для этого разработчиком
обязательно производится расчет
частотных характеристик рабочего
ослабления
и
рабочей фазы
спроектированного
фильтра, по которым проверяется выполнение
технических требований:
а) рабочее ослабление
в ПП не должно превышать заданной
величины
:
б) рабочее
ослабление в ПН не должно быть ниже
заданного значения
:
в) рабочая
фаза
позволяет судить о выполнении требований
к её линейности в пределах ПП.
Поставленная задача решается двумя способами:
1) аналитически,
то есть расчётом
и
по полученной на этапе аппроксимации
функции
,
чем проверяется правильность выполнения
этапа аппроксимации.
2) расчетом частотных
характеристик
и
по
операторной передаточной функции
,
полученной для разработанной на этапе
реализации схемы фильтра заданным
техническим условиям, то есть правильность
синтеза фильтра в целом.
6. Аналитический метод расчета характеристик фильтра
Расчет
нормированных
характеристик
рабочего
ослабления
и
рабочей
фазы
ФНЧ
производим,
пользуясь
следующими
соотношениями:
Зададимся
частотами
для
расчета
характеристик.
Для
фильтров
Чебышева,
имеющих
равноволновый
характер
зависимостей
и
,
произведем
выбор
пяти
частот.
Результаты расчета, проведенные в программе Mathcad 7, сведены в таблицу 6.1:
Здесь
нужна
3р
Таблица 6.1
|
|
0,309 |
0,588 |
0,809 |
0,951 |
1 |
|
|
3,236 |
0,701 |
1,236 |
1,052 |
1 |
|
|
2.101 |
3.998 |
5.502 |
6.467 |
6.8 |
|
|
0.39 |
0 |
0.4 |
0 |
0.399 |
|
|
61,633 |
120,878 |
174,177 |
-144.364 |
-126.288 |
Проверка технических
требований по таблице 6.1 подтверждает
соответствие аппроксимированной
техническому
заданию.
По-моему ещё график ПП крупно нужен
Рисунок 6.1. – График зависимости рабочего ослабления фильтра.
Рисунок 6.2 – График зависимости рабочей фазы фильтра.
7. Расчет частотных характеристик фильтра на эвм.
Сделаем проверку
правильности расчета спроектированного
фильтра. Для этого рассчитаем частотные
зависимости
и
по
передаточной функции
,
выраженной через элементы фильтра.
Рабочая передаточная функция нашего фильтра может быть определена следующим образом:
где
Матрица не соответствует схеме. Дальше не проверял…
континуант, записанный в операторном виде для ускорения расчетов.
Рабочее ослабление и рабочая фаза рассчитываются в соответствии с выражениями:
Ниже представлены графики данных зависимостей:
Рисунок 7.1. – График зависимости рабочего ослабления фильтра.
Рисунок 7.2. – График зависимости рабочей фазы синтезируемого фильтра.
Как видно из графиков и данных вычислений, требования к фильтру выполняются.