Характеристики аналоговых фильтров





Министерство образования Российской Федерации

ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ»

 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПАССИВНЫХ И АКТИВНЫХ


ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ФИЛЬТРОВ

 

Методические указания к курсовой работе по дисциплинам

 

«Основы теории цепей», «Теория электрических цепей»

 

для студентов специальностей: 200700 – Радиотехника,

 

201600 – Радиоэлектронные системы,

 

075600 – Информационная безопасность

 

телекоммуникационных систем

 

Екатеринбург 2003


УДК: 621.396.6

Составители: В.Г. Коберниченко, А.П. Мальцев, Ю.В. Шилов

 

Научный редактор проф., канд. техн. наук Д.В. Астрецов

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПАССИВНЫХ И АКТИВНЫХ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ФИЛЬТРОВ: Методические указания к курсовой работе по дисциплинам «Основы теории цепей», «Теория электрических цепей» для студентов специальностей 200700 – Радиотехника, 201600 – Радиоэлектронные системы, 075600 – Информационная безопасность телекоммуникационных систем /В.Г. Коберниченко, А.П. Мальцев, Ю.В. Шилов. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2003. 38 с.

 

Приводятся краткие сведения о характеристиках и классификации аналоговых электрических фильтров, а также этапах их проектирования. Излагается методика расчета и рассматриваются особенности реализации пассивных LC-фильтров лестничной структуры и активных RC-фильтров. Описана методика применения пакета прикладных программ ……… для расчета характеристик проектируемых фильтров.

Библиогр.: 20 назв. Рис. 7. Табл. 6. Прил. ?

Подготовлено кафедрой теоретических основ радиотехники.

 

© ГОУ ВПО «Уральский государственный

технический университет – УПИ», 2003

 

 


Оглавление

Введение..................................................................................... ……4

1. Характеристики аналоговых фильтров ............................ ……4

2. Классификация фильтров по виду частотных
характеристик....................................................................... ……6

3. Этапы проектирования фильтра ....................................... ……7

4. Нормирование параметров фильтра и преобразование
частоты................................................................................... ……9

5. Расчет и реализация пассивных LC-фильтров .............. …..12

6. Реализация фильтров с помощью активных RC-цепей. …..14

7. Порядок расчета активных -фильтров ........................ …..19

8. Содержание и оформление пояснительной записки..... …..20

9. Что нужно знать при защите курсовой работы .............. …..21

10. Задания на курсовую работу ........................................... …..22

 

 

Приложение 1. Алгоритм расчета комплексной частотной характеристики лестничной цепи .......................................................................... 29

Приложение 2. Подготовка данных и работа с диало­говой программой ''ЛЕСТНИЦА "(LEST)............................................................................. 31

Приложение 3. Подготовка данных и работа с
программой "Комплексная частотная характеристика" (KUCOMP) 32

Список литературы ......................................................... 36

 


 

 

Введение

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 области, 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.

Тематика заданий на курсовую работу по дисциплинам «Основы теории цепей», «Теория электрических цепей» для студентов специальностей 200700 – Радиотехника, 201600 – Радиоэлектронные системы, 075600 – Информационная безопасность телекоммуникационных систем охватывает задачи проектирования фильтров двух типов: пассивных LC-фильтров лестничной структуры и активных RC-фильтров на сосредоточенных элементах.

 

Характеристики аналоговых фильтров

Ниже рассматриваются фильтры с одним входом и одним выходом, состоящие из линейных элементов, параметры которых не зависят от времени (рис. 1).

Выходной сигнал такого фильтра линейно связан со входным. Эта связь во временной области описывается интегралом свертки:

 

(1)

 

где h(t) -.импульсная характеристика фильтра.


 
 

Рис. 1 Линейный фильтр

 

Связь между входным и выходным сигналами в частотной области можно получить, применив к (1) преобразование Лапласа:

Y(p)=H(p)X(p). (2)

Здесь H(p) - преобразование Лапласа для h(t) (передаточная функция фильтра). При p=jw она является комплексной частотной характеристикой (КЧХ) H(jw). Таким образом,

, (3)

где H(w) - амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) фильтра;

j(w) – фазо-частотная характеристика (ФЧХ) фильтра.

В зависимости от вида входной и выходной переменных передаточная функция и КЧХ могут иметь размерность сопротивления, проводимости либо быть безразмерными. В частности, КЧХ по напряжению определяется как

(4)

где – Uвых(jw) и Uвх(jw) комплексные амплитуды входного и выходного напряжений.

Наряду с этой характеристикой широко используется частотный коэффициент передачи мощности:

(5)

В отличие от КЧХ частотный коэффициент передачи мощности является действительной функцией частоты и поэтому в ряде случаев удобен для задания исходных данных при проектировании фильтров. Однако эта функция не содержит в общем случае сведений о ФЧХ фильтра.

Передаточная функция физически реализуемого фильтра представляет собой отношение полиномов

(6)

где H,a,b - действительные постоянные коэффициенты,

m, n = 1,2,… m£n.

Степень полинома знаменателя определяет порядок фильтра.

Наряду с частотными характеристиками передачи (в переменных выход-вход) широко применяются частотные характеристики затухания (в переменных вход-выход), использующие не само отношение переменных, а логарифм от него

. (7)

При этом A(w) называется логарифмической амплитудно-час-тотной характеристикой (ЛАЧХ) фильтра и измеряется в децибелах.

 





Читайте также:
Основные этапы развития астрономии. Гипотеза Лапласа: С точки зрения гипотезы Лапласа, это совершенно непонятно...
Основные научные достижения Средневековья: Ситуация в средневековой науке стала меняться к лучшему с...
Производственно-технический отдел: его назначение и функции: Начальник ПТО осуществляет непосредственное...
Решебник для электронной тетради по информатике 9 класс: С помощью этого документа вы сможете узнать, как...

Рекомендуемые страницы:



Вам нужно быстро и легко написать вашу работу? Тогда вам сюда...

Поиск по сайту

©2015-2021 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-02-16 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту:

Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ!
Обратная связь
0.021 с.