Расчёт электрических LC- фильтров по рабочим параметрам

ПГУТИ

Кафедра

ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ РАДИОТЕХНИКИ И СВЯЗИ (ТОРС)

ВАРИАНТЫЗАДАНИЙ ДЛЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫПО ОТЦ

Расчёт электрических LC- фильтров по рабочим параметрам

Составители: к.т.н., доц. Михайлов В.И., ст. препод. Членова Е.Д.

Самара 2009

По заданию на курсовую работу требуется рассчитать электрический фильтр. Это может быть либо фильтр нижних частот (ФНЧ), либо фильтр верхних частот (ФВЧ), либо полосовой фильтр (ПФ). При этом задаются следующие технические требования (ТТ) на проектирование электрического фильтра:

- граничные частоты полосы пропускания (ПП) f₂ или f₂, f₂^’;

- граничные частоты полосы непропускания (ПН) f₃ или f_3, f₃^’

- максимально допустимое значение рабочего ослабления в ПП ΔА [дБ] или коэффициент отражения р [%], которые связаны соотношением:

- максимально допустимое значение рабочего ослабления в ПН A_min [дБ];

- сопротивление нагрузки (справа) Rн = R₂ [Ом].

Технические требования к рассчитываемому фильтру приведены для каждого варианта задания. Номер варианта задания задается преподавателем.

В таблице помимо технических требований к фильтру указан тип аппроксимации (по Баттерворту или Чебышеву) и метод реализации (по Дарлингтону или по Попову).

Расчет фильтра включает в себя получение схемы, параметров элементов схемы, характеристик и сигналов на выходе рассчитываемого фильтра то есть:

1. Спроектировать электрический фильтр по заданному варианту, то есть: выполнить аппроксимацию и реализацию.

2. Получить формулы рабочего коэффициента передачи Кр(р) и Кр(jω) через денормированные величины элементов.

3. Рассчитать А_р(ω) и В_р(ω) через полученный коэффициент передачи К_р(jω).

4. Рассчитать спектр последовательности прямоугольных импульсов на входе фильтра Р_вх (jω) (не менее 10 гармоник). Параметры последовательности импульсов следующие: амплитуда —U_и= 1 В, скважность — N=Т/t и=5, частота следования импульсов — fи = 0,5 f₂ для ФНЧ; 0,5 f₃ для ФВЧ и 0,5 f₀ для ПФ.

5. Рассчитать спектр последовательности прямоугольных импульсов на выходе фильтра F_вых(jω) через спектр последовательности прямоугольных импульсов на входе фильтра F_вх(jω) и полученный коэффициент передачи К_р (jω) (10 гармоник).

6. Построить последовательность импульсов на выходе как сумму рассчитанных гармоник.

7. Рассчитать переходную характеристику фильтра h (t), используя связь между операторным изображением переходной характеристики Н(р) и операторным коэффициентом передачи К_p(р).

8. Построить импульс на выходе фильтра, используя h (t) и h (t-t_и) и сравнить с импульсами, полученными в п. 6.

Добавочные задания (для СНИР)

- Рассчитать Ар и Вр фильтра при отклонении величин элементов на +10% и -10% и cравнить с номинальной характеристикой.

- Рассчитать Ар и Вр с учетом потерь в катушках индуктивностей.

- Рассчитать Ар и Вр с учетом температурных коэффициентов L катушек и C конденсаторов.

- Рассчитать Ар и Вр с учетом отклонений нагрузочных сопротивлений на ±20%.

- Рассчитать на выходе фильтра спектр и форму импульса с частотным заполнением (f=0.5 f₂; f = f₃).

Это может быть либо фильтр нижних частот (ФНЧ), либо фильтр верхних частот (ФВЧ), либо полосовой фильтр (ПФ). При этом задаются следующие технические требования (ТТ) на проектирование электрического фильтра:

- граничные частоты полосы пропускания (ПП) f₂ или f₂, f₂^’;

- граничные частоты полосы непропускания (ПН) f₃ или f_3, f₃^’

- максимально допустимое значение рабочего ослабления в ПП ΔА [дБ] или коэффициент отражения р [%], которые связаны соотношением:

- максимально допустимое значение рабочего ослабления в ПН A_min [дБ];

- сопротивление нагрузки (справа) Rн = R₂ [Ом].

Технические требования к рассчитываемому фильтру приведены для каждого варианта задания. Номер варианта задания задается преподавателем. В таблице помимо технических требований к фильтру указан тип аппроксимации (по Баттерворту или Чебышеву) и метод реализации (по Дарлингтону или по Попову).

Курсовая работа должна содержать:

- текст задания;

- пояснительную записку, содержащую подробное освещение всех основных этапов синтеза фильтра;

- схемы фильтра (нормированные и денормированные);

- графики рассчитанных частотных зависимостей А (/), Вф, И(1);

- графики входных и выходных сигналов, построенных по частотным и временным характеристикам фильтра;

- выводы о проделанной курсовой работе.