Фільтри верхніх частот

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.


Нажми чтобы узнать.
скачати

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ТАГАНРОЗЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ РАДІОТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Кафедра Систем Автоматичного Управління
                 

Пояснювальна записка
до курсової роботи
по електроніці
на тему:
«Фільтри верхніх частот»
Виконав:
Студент групи А-144
Безродний С.В.
Перевірив:
Христич В.В.
Таганрог 2006

Зміст
  1.Технічне завдання
2.Отримання матриці
3.Структурная схема
4. Принципова схема
5.Расчет елементів
Розрахунок ланки № 1
Розрахунок ланки № 2
Розрахунок ланки № 3
Розрахунок ланки № 4
Розрахунок ланки № 5
6.Аналіз схеми
7.Определение основних характеристик фільтра
8. Метод Монте Карло
9. Вибір типів елементів.
10.Вивод за виконану роботу
11.Спісок використовуваної літератури.

1. Технічне завдання
За заданою таблиці, в якій наведені значення елементів матриць симетричних фільтрів синтезувати принципову схему фільтра верхніх частот 5-го порядку, провести аналіз отриманої схеми, за результатами якого визначити параметри фільтру.
Варіант С0515а-22.
Таблиця 1.

0,8669600

-0,8694698

1,3527675

0,7559777

1,1890630

0,8618522

0,7973618

-0,0106126

0,2867016

-0,7787701
, ДБ
0,0988

0,0079491
, КГц
2,2

0,5978956
, ДБ
75,59

-0,3805086

3,25776

0,25

0,09746

1,227 ... 1,191

0,00049


2. Отримання матриці

Значення елементів , Розташованих нижче головної діагоналі, рівні за модулем значенням елементів , Тобто :

Для приведення значень елементів до нормованого виду необхідно все елементи кожної i-го рядка розділити на : :

У фільтрів спостерігаються динамічні перевантаження, коли максимальна напруга у внутрішніх вузлах схеми перевищує максимальна вихідна напруга, що характеризує коефіцієнт динамічного перевантаження. (Коефіцієнт динамічної перевантаження на виході ОУ1 може перевищувати одиницю). Щоб забезпечити , Необхідно розділити отримані раніше значення і на :

3.Структурная схема

На основі отриманої матриці будуємо структурну схему:

5. Розрахунок елементів.

Принципову схему ФВЧ синтезують на основі ланок:
1) багатовхідних інвертуючому ланка ФВЧ:

Рис. 1.
Функція передачі має вигляд:
Ця ланка може використовуватися тільки як 1-го або n-го ланки за умови, що всі матричні елементи відповідно 1-й або n-го рядка позитивні.
2) багатовхідних універсальне ланка ФВЧ:

Рис. 2.
Функція передачі має вигляд: ; .
Задамо значення ємності всіх ланок однаковим і рівним .
.
З виразу постійної часу , Де .
Так як для всіх ланок однаково і , То .
Опір для всіх ланок однаково.
Поклавши , Визначимо опору резисторів вхідного суматора з співвідношень:
,
де ( або ) - Коефіцієнт, який задається рівним одиниці при не надто малому значенні ( або ) І значно менше одиниці в іншому випадку.
Якщо опір резистора або виходить слішклм великим, то він замінюється резистивним дільником, що складається з трьох резисторів (див. рис.3.). Щоб визначити опору дільника, необхідно задатися значеннями і , А еквівалентний опір і опір резистора розрахувати з співвідношень:
; ,
де - Це модуль або . Еквівалентна провідність використовується в формулах для і при розрахунку опору .

Рис.3. Резистивний дільник.

Розрахунок ланки № 1


:


:


,



.

Розрахунок ланки № 2


:
,
;
:
;
, ,
,
,
,
.

Розрахунок ланки № 3


:



.

Розрахунок ланки № 4


:


:

,



.

Розрахунок ланки № 5

:
;
:
;
;
, ;
;
;
;
.
Так як отримана провідність , То резистор перемикаємо з инвертирующего на неінвертуючий вхід ОУ2.

6. Аналіз схеми

Використовуючи пакет прикладних програм MicroCap-8, проаналізуємо цю схему.

Рис. 4. Амплітудно-частотна характеристика з входу на вихід.

Рис. 5. АЧХ фільтра в смузі пропускання.

Рис. 6. АЧХ фільтра в смузі режекциі.

Рис. 7. АЧХ фільтра в дБ.

Рис. 8. АЧХ із виходів 1,2,3,4 ланок відповідно.
Як видно з малюнків, динамічних перевантажень у фільтрі не виникає.

7. Визначення основних характеристик фільтру.

Нижня гранична частота смуги пропускання:

Нижня гранична частота смуги режекциі:

Максимальний коефіцієнт передачі:

Коефіцієнт передачі смуги пропускання:

Коефіцієнт передачі смуги режекциі:

Нерівномірність АЧХ в смузі пропускання:

Згасання в смузі режекциі:

Коефіцієнт прямокутності:

Порівняємо отримані характеристики з табличними:
Таблиця 2.
Параметри




Теоретичні
2,200
0,0988
75,59
3,25776
Фактичні
2,217
0,0973
72,24
3,13254
Похибка,%
0,77
1,52
4,43
4,91
                                    

8. Метод Монте-Карло

Графіки АЧХ, отримані в процесі 200 випробувань методом Монте-Карло в діапазоні частот 0,1 ... 100 кГц при равновероятностном відхилення параметрів схемних елементів на 2%.

Рис. 9. АЧХ фільтру при випробуванні методом Монте-Карло.

Рис. 10. АЧХ фільтру при випробуванні методом Монте-Карло в смузі пропускання.
З малюнка 7 видно, що:
.
Гістограма розподілу.

MC-8 GUAP Edition
Monte Carlo AC аналіз of C0515-22
200 Runs
Summary
Низький = 0.972
Середній = 1.001
Високий = 1.035
Стандартне відхилення = 0.013
Статистика індивідуального виконання.
Таблиця 3.
1
1.013
101
0.988
2
1.008
102
1.006
3
1.007
103
0.979
4
1.005
104
0.985
5
1.017
105
1.022
6
1.026
106
1.000
7
0.994
107
0.999
8
1.002
108
1.026
9
0.991
109
1.007
10
1.006
110
1.008
11
1.005
111
1.012
12
0.987
112
0.996
13
1.008
113
1.005
14
1.018
114
1.015
15
0.998
115
0.985
16
1.020
116
1.035
17
1.004
117
0.995
18
0.997
118
1.013
19
0.993
119
1.000
20
1.016
120
1.009
21
1.020
121
1.006
22
0.997
122
0.999
23
0.996
123
1.024
24
0.991
124
0.990
25
1.000
125
1.015
26
1.006
126
1.021
27
1.002
127
1.021
28
1.000
128
1.000
29
1.033
129
0.995
30
0.974
130
1.018
31
1.013
131
1.000
32
1.004
132
0.996
33
1.000
133
1.005
34
1.006
134
0.983
35
0.995
135
1.007
36
0.991
136
1.004
37
1.006
137
0.999
38
1.032
138
1.011
39
1.007
139
1.015
40
0.982
140
1.017
41
0.984
141
1.001
42
0.980
142
0.988
43
1.010
143
0.988
44
0.998
144
0.993
45
1.015
145
1.015
46
0.990
146
0.997
47
0.999
147
1.001
48
1.007
148
1.018
49
1.021
149
0.996
50
1.003
150
0.996
51
1.000
151
0.981
52
0.997
152
1.010
53
0.985
153
1.022
54
0.992
154
0.983
55
0.998
155
1.007
56
0.987
156
0.995
57
1.010
157
0.985
58
0.972
158
1.001
59
1.000
159
0.993
60
0.997
160
1.000
61
0.998
161
1.006
62
1.008
162
1.006
63
1.003
163
0.981
64
0.993
164
1.004
65
1.002
165
1.013
66
1.028
166
0.997
67
1.012
167
1.010
68
1.009
168
1.010
69
0.997
169
0.996
70
0.988
170
0.986
71
0.993
171
0.995
72
1.029
172
1.001
73
1.002
173
1.010
74
1.026
174
0.991
75
1.018
175
0.981
76
1.002
176
0.990
77
0.981
177
1.008
78
0.980
178
1.001
79
1.012
179
0.975
80
1.026
180
0.989
81
1.003
181
0.999
82
0.984
182
1.005
83
1.010
183
0.974
84
0.989
184
1.005
85
0.994
185
0.993
86
0.998
186
0.991
87
0.976
187
1.012
88
1.032
188
0.975
89
0.997
189
1.000
90
1.006
190
0.988
91
0.983
191
1.006
92
1.020
192
1.016
93
1.001
193
0.986
94
1.006
194
0.984
95
0.990
195
1.001
96
1.010
196
1.010
97
1.011
197
0.998
98
1.003
198
1.003
99
1.008
199
1.004
100
1.006
200
0.993

9. Вибір типів елементів.

Номінали резисторів використовуваних в електричній схемі коригуючого пристрої наведені в таблиці 4.
У цій таблиці наведені наступні параметри:
Розрахунок - значення, отримані в результаті розрахунку;
ГОСТ - значення, резисторів обраних відповідно до низки Е192;
Похибка - похибка відхилення від ряду;
ТКС (ТКЕ) - похибка з температурної нестабільності опору (ємності) в інтервалі від -60 0 С до +25 0 С;
Допуск - технологічна похибка елементів;
Сумарна похибка - загальна похибка елементів.
Таблиця 4.
Найменування
(Резистор)
Розрахунок,
кОм
ГОСТ, кОм
Похибка,
%
ТКС,%
Допуск,%
Сумарна похибка,
%
R
168,943
169
0,03374
0,075
0,5
0,63599
R 10
11,876
11,8
0,63995
0,045
0,5
1,24130
R 11
13,658
13,7
0,30751
0,045
0,5
0,90886
R 12
11,981
12
0,15858
0,045
0,5
0,75993
R 214
12,938
12,9
0,29371
0,045
0,5
0,89506
R 01
27,401
27,4
0,00365
0,045
0,5
0,60500
R 21
18,694
18,7
0,03210
0,045
0,5
0,63345
R 23
20,688
20,5
0,90874
0,045
0,5
1,51009
R 225
5,474
5,49
0,29229
0,045
0,5
0,89364
R 02
5,200
5,23
0,57692
0,045
0,5
1,17827
R 32
9,092
9,09
0,02200
0,045
0,5
0,62335
R 34
14,843
14,9
0,38402
0,045
0,5
0,98537
R 03
179,225
180
0,43242
0,075
0,5
1,03377
R 43
15,883
15,8
0,52257
0,045
0,5
1,12392
R 45
24,958
24,9
0,23239
0,045
0,5
0,83374
R 241
36,492
36,1
1,07421
0,045
0,5
1,67556
R 0 4
5,151
5,17
0,36886
0,045
0,5
0,97021
R 54
8,974
8,98
0,06686
0,045
0,5
0,66821
R 55
13,658
13,7
0,30751
0,045
0,5
0,90886
R 252
43,562
43,7
0,31679
0,045
0,5
0,91814
R 05
12,991
12,9
0,70048
0,045
0,5
1,30183
R c
10
10
0
0,045
0,5
0,60135
R 1v, R 3v
100
100
0
0,075
0,5
0,60225

Рис. 11. Резистор типу С2-14.
Найменування
(Конденсатор)
Розрахунок,
нФ
ГОСТ,
нФ
Похибка,
%
ТКЕ,
%
Допуск,%
Сумарна похибка,
%
З
0,51
0,51
0
0,15
0,5
0,50450

10. Висновок за виконану роботу.

У курсовому проекті була розглянута процедура синтезу і зроблено розрахунок фільтра верхніх частот п'ятого порядку відповідно до заданого варіантом. За допомогою пакету програм MicroCap-8 виробили моделювання схеми і досліджували амплітудно-частотні характеристики фільтра верхніх частот. Досліджували схему методом Монте Карло, порівняли дані з отриманими результатами. Виявили похибка знайдених номіналів конденсаторів і резисторів відповідно до ГОСТ.

11. Список використаної літератури.

1. Довідник з розрахунку низькочутливих активних фільтрів. Христич В.В. Ростов-на-Дону: Изд-во СКНШ ВШ, 2005.
2. Резистори: (довідник) / В.В. Дубровський, Д.М. Іванов, Н.Я. Пратусевіч та ін; під ред. І.І. Чертверткова.-М.: Радіо і зв'язок, 1991.
3. Електричні конденсатори й конденсаторні установки: (довідник) / В.П. Берзан, Б.Ю. Гелікман, М.М. Гураевскій та ін; Під ред.Г.С. Кучінского.-М.: Вища школа, 1987.
4. Довідник з розрахунку фільтрів. Р. Зааль. -М.: Радіо і зв'язок, 1983.
5. Довідник з розрахунку фільтрів. Г. Ханзел. -М.: Радянське радіо, 1974.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Комунікації, зв'язок, цифрові прилади і радіоелектроніка | Курсова
248кб. | скачати


Схожі роботи:
Фільтри нижніх частот
Проектування цифрового фільтра верхніх частот
Частотно-виборчі фільтри Фільтр нижніх частот Чебишева
Пасивні LC-фільтри і активні RC-фільтри
Пасивні LC фільтри і активні RC фільтри
Кровопостачання верхніх відділів травного тракту Джерела гострих кровотеч з верхніх відділів
Згладжують фільтри
Цифрові фільтри
Підсилювачі звукових частот
© Усі права захищені
написати до нас