Навигация
Общие принципы проектирования электрического фильтра
26569
знаков
1
таблица
12
изображений
1.2 Общие принципы проектирования электрического фильтра
Электрические фильтры – это линейные или “квазилинейные” четырехполюсники, многополюсники, имеющие частотнозависимые коэффициенты передачи по мощности (
), по напряжению (
), по току
(
). Вместо безразмерных коэффициентов передачи при анализе и синтезе фильтров широко применяется ослабление (
) в децибелах:
,
где 
, 
, 
- модули коэффициентов передачи.
Диапазон частот, где 
близок к “1”, а ослабление “” близко к нулю, называется полосой пропускания. А там, где близок к “0”, а ослабление “” составляет несколько десятков децибел – находится полоса задерживания (ослабление затухания). Между ПП и ПЗ находится “переходная” полоса частот. По расположению полосы пропускания в частотном диапазоне, электрические фильтры называют:
ФНЧ – фильтр нижних частот;
ФВЧ – фильтр верхних частот;
ПФ – полосовой фильтр;
РФ – режекторный фильтр.
На рис. 2 а, б, в, г и рис. 3 а, б, в, г приведены примеры графических требований к модулю коэффициента передачи полной мощности (
) и ослаблению (а) для фильтра нижних частот (ФНЧ), фильтра верхних частот (ФВЧ), полосового фильтра (ПФ) и режекторного фильтра (РФ), соответственно.
Кр Кр Кр Кр
1 1 1 1
П ПЗ ПП ПЗ ПЗ П П ПЗ ПП ПЗ ПП
0,5 0,5 0,5 0,5
0 f2 f3 f 0 f3 f2 f3н f2н f0 f2в f3в f2н f3н f0 f3в f2в
а) ФНЧ б) ФВЧ в) ПФ г) РФ
Рис. 2
а, дБ а, дБ а, дБ а, дБ
40 40 40 40
агар агар агар агар агар агар
20 20 20 20
Dа Dа Dа Dа
0 f2 f3 0 f3 f2 0 f3н f2н f0 f2в f3в 0 f2н f3н f0 f3в f2в
а) ФНЧ б) ФВЧ в) ПФ г) РФ
Рис. 3
На рис. 2 и рис. 3 обозначено:
ПП, ПЗ - полоса пропускания и полоса задерживания, соответственно;
f2 (f2Н, f2В) - граничная частота полосы пропускания фильтра;
f3 (f3Н, f3В) - граничная частота полосы задерживания фильтра;
f0 - средняя частота фильтра (для ПФ и РФ);
Кр - модуль коэффициента передачи полной мощности;
Dа – ослабление фильтра в полосе пропускания, (не более);
агар- ослабление фильтра в полосе задерживания, (не менее);
Кроме того, для электрических фильтров приняты обозначения:
(f2В - f2Н) = 2Δfпп - полоса пропускания;
(f3В - f3Н) = 2Δfп3 - полоса задерживания;
f3 / f2 = Кпр - коэффициент прямоугольности ФНЧ, ФВЧ;
2Δfп3 / 2Δfпп = Кпр - коэффициент прямоугольности ПФ, РФ.
На рисунках 4 а, б, в, г, для примера, показаны схемы простых фильтров «Г-типа»:
Рис. 4
На рисунке 4, естественно, не показаны “резисторы внешних цепей”, с которыми согласован по мощности фильтр. Принцип “фильтрации” заключается в следующем. В полосе пропускания, вблизи резонансных частот, фильтр согласован с внешними “цепями” и в нагрузку передается максимальная мощность. В полосе задерживания согласование ухудшается, ослабление увеличивается.
Реальный электрический фильтр может быть выполнен на различных радиокомпонентах: “катушках и конденсаторах”, “волноводах”, “акустоэлектронных”. В принципе, можно пользоваться справочниками по расчету фильтров на вполне определенных радиокомпонентах. Однако более универсальным является следующий метод: вначале разрабатывается эквивалентная схема на идеальных LC-элементах, а затем в любые реальные, т.е. получается схема электрическая принципиальная наиболее прост перерасчет “конденсаторам и катушкам индуктивности”, т.к. “вид” схемы не меняется.
Но и при таком “универсальном подходе” возможны следующие способы синтеза эквивалентной схемы:
а) синтез в согласованном режиме из одинаковых Г-образных звеньев (синтез по “характеристическим” параметрам, синтез фильтр типа “К”) [1].
Достоинство этого способа: простые расчетные формулы; рассчитанное ослабление в полосе пропускания (
) считается равным нулю.
Недостаток: в реальных фильтров согласования во всей полосе пропускания получить невозможно и 
0 (достигает трех децибел).
б) полиномиальный синтез (синтез по рабочим параметрам, синтез “по справочникам ФНЧ”. “Предлагается” схема ФНЧ, учитывающая несогласования. ФНЧ легко пересчитываются в ФВЧ, в ПФ, в РФ.
Недостаток: необходимость использования справочников или специальных программных средств [2].
в) синтез по импульсным или переходным характеристикам применяется при синтезе цифровых фильтров.
Учитывая заданные требования в курсовой работе, общий объем работы, выберем для последующего синтеза метод синтеза по характеристическим параметрам.
Похожие работы
... Подпись Дата ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В данном курсовом проекте, в соответствии с заданием, спроектирован радиоканал цифровой радиосвязи с разработкой радиоприемного устройства и с электрическим расчетом усилителя радиочастоты. Проведен энергетический расчет радиоканала. При обосновании и выборе структурной схемы радиоприемника, сделан анализ возможных схем радиоприемника, ...
... средств является неприемлемой, т.к. жёсткая конкуренция на рынке транспортных услуг требует сокращения времени технического обслуживания до минимума. Скорость и надёжность проверки, во многом зависит от «человеческого фактора». Поэтому проверка функционирования системы улучшения устойчивости самолёта является довольно длительным, трудоёмким процессом, что приводит к лишним затратам труда и ...
... УЛПМ-901. 11 Визуальный контроль качества сборки при увеличении 2,5. ГГ6366У/012. Маршрутная карта на техпроцесс изготовления печатной платы приведена в приложении. 8 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА 8.1 Характеристика изделия «Модуль управления временными параметрами». Обоснование объема производства и расчетного периода Модуль управления временными параметрами – ...
... каскадов. 3. Собственная компенсация частотных свойств активных элементов Влияние частотных свойств активных элементов на характеристики устройств различного назначения значительно определяет область их практического применения. Создание идентичных операционных усилителей (например, несколько ОУ в одном кристалле) позволило внедрить в инженерную практику принцип взаимной компенсации, когда ...
0 комментариев