Екатеринбург 2007
Содержание
1. Введение
2. Пассивные LC-фильтры
3. Пассивные LC-фильтры лестничной структуры
4. Этапы проектирования фильтра
5. Полосовой фильтр
6. Задание на курсовую работу
7. Расчет фильтра
8. Приложение
9. Заключение
Введение
Электрические фильтры – четырехполюсники, обладающие избирательными свойствами; они пропускают токи в определенной полосе частот с наибольшим затуханием (полоса пропускания, или прозрачности), а токи с частотами, лежащими вне этой полосы, - с большим затуханием (полоса затухания или задерживания).
В современной радиотехнике под фильтрацией сигналов на фоне помех понимают любое выделение параметров случайных процессов, отражающих полезную информацию (сообщение). Вместе с тем сохраняется и традиционное, более узкое представление о фильтрации, связанное с частотной селекцией сигналов.
Под электрическим фильтром в традиционном смысле понимается цепь, обладающая избирательностью реакции на внешнее воздействие. Характеристики фильтра могут задаваться во временной или частотной областях, в последнем случае требования к фильтру обычно подразумевают определенную избирательность в заданном диапазоне частот.
Электрические фильтры можно классифицировать по различным признакам. По способу построения и используемой элементной базе различаются следующие типы фильтров: фильтры на сосредоточенных элементах (LC- фильтры), кварцевые и керамические, электромеханические фильтры, фильтры на отрезках длинных линий (СВЧ-фильтры), активные RC- фильтры на сосредоточенных и распределенных элементах, коммутируемые и цифровые фильтры, фильтры на поверхностных акустических волнах. В данной курсовой работе представлена задача проектирования пассивного LC-фильтра лестничной структуры.
Пассивные LC-фильтры
Под пассивным фильтром далее подразумевается реактивный четырехполюсник (четырехполюсник без потерь), нагруженный со стороны выходных зажимов на сопротивление нагрузки R2, а со стороны входных – на внутреннее сопротивление генератора R1(рис. 1).
R1
 | |||
 | |||
E U0 U1 R2 U2
Рис.1.Реактивный четырехполюсник.
При расчете таких фильтров для их описания вводят два коэффициента – коэффициент передачи мощности и коэффициент отражения, определяемые по формулам:
Ku(jw)=Uвых(jw)/Uвх(jw)
Kp(jw)=Ku(jw)*Ku(-jw)=|Ku(jw)|^2
Пассивные LC-фильтры лестничной структуры
Существует несколько методов реализации заданной передаточной функции пассивной цепью. Наибольшее распространение получили фильтры лестничной структуры. Пример такой схемы приведен на рисунке 2.
Z1I1 Z3I3 Z5I5 Z2n-1I2n-1
1 1 2 3 2
1к 2к 3к Nк
E U2 Y2 U4 Y4 U6 Y6 U2n=Uвых Y2n
 |
1 2
Рис.2. Лестничная цепь.
Лестничные схемы обладают важным преимуществом, вытекающим из следующего свойства: нуль передачи на лестничной цепи достигается на тех частотах, на которых полное сопротивление последовательной ветви или полная проводимость параллельной ветви равны бесконечности. Из этого следует, что каждой ветвью обусловлен нуль передачи (полюс затухания). Это делает настройку лестничного фильтра относительно простой. Также благодаря этому нули передачи (полюса затухания) менее чувствительны к изменению параметров элементов, по сравнению со схемами, в которых частота полюса определяется условием баланса моста.