8. Что нужно знать при защите курсовой работы

При защите курсовой работы студент должен знать и уметь интерпретировать применительно к своему варианту следующие вопросы из программы курса.

1. Синтез четырехполюсника по заданному квадрату модуля

передаточной функции.

Свойства передаточных функций четырехполюсников. Понятие коэффициента отражения. Связь входного сопротивления четырехполюсника с коэффициентом отражения и передаточной функцией. Расположение нулей и полюсов квадрата модуля передаточной функции. Каноническое представление передаточной функции фильтра.

2. Классификация фильтров.

По расположению полос подавления и пропускания.

По виду частотных характеристик (способу аппроксимации).

Выражение квадрата модуля передаточной функции для фильтров Баттерворта, Чебышева и эллиптических.

3. Свойства фильтров Баттерворта.

Неравномерность в полосе прозрачности. Зависимость затухания от порядка фильтра. Расположение нулей а полюсов на комплексной плоскости. Вид АЧХ и ФЧХ.

4. Свойства фильтров Чебышева

Неравномерность в полосе прозрачности. Зависимость затухания от порядка фильтра, расположение нулей и полюсов на комплексной плоскости. Вид АЧХ и ФЧХ, связь с порядком фильтра.

5. Свойства эллиптических фильтров

Неравномерность в полосе пропускания и полосе подавления. Вид АЧХ и ФЧХ, связь с порядком фильтра.

6. Расчет пассивных фильтров

Нормирование параметров элементов фильтра. Преобразование частоты. Переход от ФНЧ к ФВЧ. Выражение для передаточной функции ФВЧ. Преобразование элементов схемы. Переход от ФНЧ к ПФ. Преобразование АЧХ. Выражение для частот среза и центральной частоты. Преобразование элементов схемы.

7. Расчет активных RC – фильтров.

Принципы построения активных RC-цепей. Представление передаточной функции фильтра через передаточные функции звеньев второго и первого порядков. Передаточная функция активного RC -Фильтра второго порядка и способы ее реализации.

8. Расчет комплексной частотной характеристики цепи с лестничной структурой. Схема вычислений.

9. Расчет комплексной частотной характеристики цепи с использованием матриц узловых проводимостей.

10. Задания на курсовую работу

Тема 1. Расчет и анализ фильтров лестничной структуры.

Содержание задания.

1. Спроектировать фильтр в виде реактивного четырехполюсника лестничной структуры с нагрузкой на входе и на выходе (рис 2), удовлетворяющий ниже перечисленным требованиям.

2. Привести полную схему фильтра и рассчитать АЧХ и ФЧХ фильтра в диапазоне для фильтров нижних и верхних частот (0-3)f_c, для ПФ и РФ – (0.3-3)f_c.

3. Выполнить анализ спроектированного фильтра с учетом указанных ниже условий. Расчет и анализ характеристик производится с использованием пакета программ «ЛЕСТНИЦА» (LEST).

Характеристики фильтров описываются следующими параметрами:

f_c - частота среза фильтра, кГц

f - полоса пропускания, кГц

f_CB - частота среза верхняя, кГц

f_CH - частота среза нижняя, кГц

f₀ - средняя частота фильтра, кГц

f_s - частота гарантированного затухания, кГц; граница полосы подавления.

f_CB, f_SH - верхняя и нижняя границы полосы подавления кГц

A - гарантированное затухание в полосе подавления , дБ;

A - неравномерность частотной характеристики в полосе пропускания, дБ;

 – коэффициент отражения, %,

R=R₁=R₂ - сопротивления нагрузки, Ом .

Вариант 1.

Тип фильтра - ФВЧ Чебышева.

Исследовать влияние потерь в катушках индуктивности на характеристики фильтра, если их добротность на частоте среза равна Q₀, а при изготовлении допустимый разброс составляет Q%.

Значения параметров фильтра заданы в табл. 1.

Таблица 1

Параметр	Номер подварианта
	1	2	3	4	5
fc	30	300	1200	480	360
fS	20	200	1000	400	300
A	40	15	30	22	20
	1	5	10	8	6
R	1000	1000	100	100	150
Q0	100	200	50	80	100
Q	10	50	25	25	15

Вариант 2.

Тип фильтра - ФВЧ Кауэра (эллиптический).

Исследовать влияние на АЧХ и ФЧХ разброса параметров индуктивностей и емкостей в пределах L% и C% относительно номинального значения.

Значения параметров фильтра заданы в табл. 2.

Таблица 2

Параметр	Номер подварианта
	1	2	3	4	5
fc	375	500	12	1000	300
fS	325	410	8,4	780	245
A	25	22	50	30	15
	7	8	3	10	6
R	150	300	1500	80	1000
L	0,5	2	1	5	2
C	0,5	2	0,5	5	0,1

Вариант 3.

Тип фильтра – полосовой с максимальной крутизной скатов АЧХ.

Исследовать влияние на АЧХ и ФЧХ изменения сопротивлений нагрузки в пределах R₁, R₂ (%).

Значения параметров фильтра заданы в табл. 3.

Таблица 3

Параметр	Номер подварианта
	1	2	3	4	5
f	5	10	10	500	25
f0	300	2000	900	1000	2500
A	60	45	50	45	50
A	0,02	0,1	0,15	0,15	0,08
R	1000	200	2000	75	120
R1	50	50	100	50	100
R2	100	50	50	20	50
fSH	295	1990	892	600	2480

Вариант 4.

Тип фильтра - полосовой с минимальным числом элементов.

Проанализировать влияние на характеристики затухания потерь в катушках индуктивности, если их добротность на центральной частоте равна Q₀ , а в процессе изготовления возможен разброс параметров на величину Q%.

Значения параметров фильтра заданы в табл. 4.

Таблица 4

Параметр	Номер подварианта
	1	2	3	4	5
f0	30000	465	1000	10000	410
fCB	33500	500	1200	11000	420
fCH	26866	432	833	9090	400
fSB	35000	510	1350	11800	423
A	60	60	65	50	50
A	0,05	0,03	0,1	0,03	0,03
R	150	150	100	75	200
Q0	20	100	200	150	70
Q	2	10	5	5	10

Вариант 5.

Тип фильтра - полосовой с максимально полоской АЧХ в полосе пропускания.

Определить допустимый разброс параметров индуктивностей и емкостей из условий допустимых изменений: затухание в полосе пропускания A₁, в дБ, полосе подавления A₂ дБ, полосы пропускания в f, %.

Значения параметров фильтра заданы в табл. 5.

Таблица 5

Параметр	Номер подварианта
	1	2	3	4	5
fCH	2985	480	459	6000	980
fCB	3015	520	471	7000	1020
fSH	2970	460	441	5000	950
fSB	3030	540	479	8000	1050
A	30	40	30	20	30
A1	0,3	0,5	0,5	1	1
A2	1	2	3	0,5	1
f	10	20	25	30	50
R	100	200	500	1000	75