Содержание
1 Введение 3
2 Исходные данные для расчета пассивных RC-фильтров 4
3 Расчет параметров элемента фильтра 5
4 Вывод 8
Приложение А 9
Приложение Б 10
Список использованных источников 11
1 Введение
Частотные фильтры электрических сигналов (далее – фильтры) предназначены для повышения помехоустойчивости различных электронных устройств и систем, в том числе и систем управления на их основе. Они широко применяются в автоматике, радиотехнике, измерительной технике, технике связи, электронной вычислительной технике и т.д. Фильтры обеспечивают выделения сигнала из помех при наличии отличий в их частотных спектрах.
Идеальные фильтры не ослабляют сигнал в полосе пропускания и полностью исключают прохождение сигнала в полосе задержания, обладая бесконечно большой крутизной амплитудно-частотной характеристики на частоте среза.
Аналогичные параметры реальных фильтров конечны и зависят как от применяемых электрорадиоэлементов (в дальнейшем – элементов схемы или просто – элементов), так и от схемотехнических решений.
Классифицируют фильтры в основном, учитывая:
- вид амплитудно-частотной характеристики (в зависимости от полосы пропускания и полосы задержания);
- структуру схемы (Г -, Т -, П - структуры и т.д.);
- применяемые элементы (RC - фильтры, LC - фильтры, кварцевые фильтры, электромеханические фильтры и т.д.);
- особенности построения схем параллельного и последовательного плеча (фильтры типа К и M);
- отсутствие или наличие в схеме фильтра источника энергии (пассивные и активные фильтры) и т.д. [1]
2 Исходные данные для расчета пассивных RC-фильтров
Вариант | 15 |
Тип фильтра | ФНЧ |
Структура фильтра | Т |
С, нФ | 39,1 |
fc, кГц | 4,4 |
R, кОм | ? |
3 Расчет параметров элемента фильтра
Дано:
С=39.1 нФ
fc=4.4 кГц
R=?
Рисунок 1– Исходная Г-структура фильтра нижних частот
Схема электрическая принципиальная ФНЧ RC-типа Г-структуры
(см. приложении А).
Частота среза RC-фильтра Г-структуры определяется по формуле:
Для Г-структуры:
С = 39,1 нФ
R = 9,26 кОм
Обозначение | Расчетные (исходные) данные | Номинальное значение (Е24) |
C | 39,1 нФ | 39 нФ |
R | 9,26 кОм | 9,26 кОм |
Рисунок 2 – Т-структура фильтра нижних частот
Для Т-структуры:
С=39 нФ
R1,R2=R/2 = 9,26/2=4,63 кОм
Обозначение | Расчетные (исходные) данные | Номинальное значение (Е24) |
C | 39,1 нФ | 39 нФ |
R | 4,63 кОм | 4,7 кОм |
Переводим в Г-структуру:
С = 39 нФ
R = 4700х2=9400 Ом
Произведем перерасчет частоты среза фильтра с выбранным значением сопротивления:
Определим абсолютную погрешность частоты среза фильтра:
Определим относительную погрешность частоты среза фильтра:
Схема электрическая принципиальная ФНЧ RC-типа Т-структуры
(см. приложении Б).
4 Вывод
Относительная погрешность частоты среза фильтра при замене не превышает 5%, отсюда следует, что полученная частота среза равна расчетной.
Список использованных источников
Коротченко Ю.И. Частотные фильтры электрических сигналов: пассивные фильтры. Практическое руководство по выполнению расчетно-графической работы. - Оренбург: ГОУ ОГУ, 2005.- 21 с.
ГОСТ 2.701-84 ЕСКД. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению. – Взамен ГОСТ 2.701-76. Введен 01.07.1985. – М.: Издательство стандартов, 1985. – 16 с.
ГОСТ 2.702-75 ЕСКД. Правила выполнения электрических схем. – Взамен ГОСТ 2.702-69. Введен 01.07.1977. – М.: Издательство стандартов, 1985. – 31 с.
ГОСТ 2.721-74 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения. – Взамен ГОСТ 2.721-68, ГОСТ 2.783-69. Введен 01.07.1975. – М.: Издательство стандартов, 1983. – 22 с.
ГОСТ 2.728-74 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Резисторы, конденсаторы. – Взамен ГОСТ 2.728-68, ГОСТ 2.729-68, ГОСТ 2.747-68. Введен 01.07.1975. – М.: Издательство стандартов, 1983. – 22 с.
Приложение А
Схема электрическая принципиальная ФНЧ RC-типа T-структуры
Другие работы по теме:
Что нужно делать, что бы улучшить экологию нашей планеты
В первую очередь надо в общественных местах соблюдать чистоту и поставить мусорные урны. В своём доме при накопление мусора его необходимо выкидывать в отделённые для этого места, или просто сжечь. На заводах и фабриках на трубы, через которые выходят в атмосферу ядовитые газы, ставить специальные решётки для фильтрации выходящего воздуха
Расчет и анализ фильтров лестничной структуры
Фильтрация сигналов на фоне помех в современной радиотехнике. Понятие электрического фильтра как цепи, обладающей избирательностью реакции на внешнее воздействие. Классификация фильтров по типу частотных характеристик. Этапы проектирования фильтра.
Связанные контуры с ёмкостной и индуктивной связью
Виды связи между контурами. Использование связанных и колебательных контуров для селекции колебаний по частоте. Система связанных контуров при индуктивной связи. Окончательное выражение связанных контуров. Замещения связанных контуров с емкостной связью.
Условия фильтрации для реактивных лестничных четырехполюсников
Сущность и виды электрических фильтров, их классификация по физическим свойствам и элементной базе. Реактивный двухполюсник, его характеристики, общие правила анализа. Условия фильтрации для реактивных четырехполюсников. Способы определения типа фильтров.
Электронные цепи СВЧ (конспект) Add2
5.2 Минимальный коэффициент шума Минимальный коэффициент шума обеспечивается как выбором электрического режима, так и условиями согласования. Методика расчета минимального коэффициента шума может быть сведена к следующим этапам.
Понятие о телевидении
Принцип передачи изображений на расстояние состоит в следующем .На передающей станции производится преобразова- ние изображения в последовательность электрических сигналов. Этими сигналами модулируют затем колебания, вырабатыва- емые генератором высокой частоты .Модулированная электро- магнитная волна переносит информацию на большие расстояния.
Обработка электрического сигнала с помощью фильтрации
Методы цифровой обработки сигналов и их применение в различных сферах жизни человека. Характеристика и назначение полосового фильтра, особенности его реализации в цифровой форме. Реализация модели фильтра в Simulink. Возможности тулбокса WAVELET.
Согласованная линейная фильтрация сигналов
Целью данной работы является ознакомление с принципом действия согласованного фильтра и исследование возможностей его применения для оценки параметров выделяемых сигналов
Усилители электрических сигналов
Усилители электрических сигналов, применяются во многих областях современной науки и техники. Особенно широкое применение в радиосвязи, радионавигации, радиопеленгации, телевидении.
Понятие о телевидении
Text Text Text В кинескопе расстояние от катода, находящегося в электронной пушке до экрана может превышать несколько десятков сантиметров. Соответственно, и напряжение там нужно -
Цифровые фильтры 2
ВВЕДЕНИЕ Сигналы встречаются почти в каждой области науки и техники, например в акустике, в биомедицинских исследованиях, в связи, в системах управления, в радиолокации, физике, сейсмологии и телеметрии. Различаются два общих класса сигналов: аналоговые (сигналы в непрерывном времени) и дискретные (сигналы в дискретном времени).
Спектральный и корреляционный анализ непериодических сигналов
Расчет спектральной плотности непериодических сигналов. Спектральный анализ непериодических сигналов. Определение ширины спектра по заданному уровню энергии. Расчет автокорреляционной функции сигнала и корреляционных функций импульсных видеосигналов.
Пассивные LC-фильтры и активные RC-фильтры
Линейность - важная характеристика, определяющая точность реализации фильтром заданной функции. Принципиальный источник нелинейности, обусловленный нелинейной зависимостью заряда обеденного слоя от поверхностного потенциала и от потенциала затвора.
План по многоканальной связи
Рассмотрены принципы образования современных многоканальных систем, построение стандартных каналов тч, групповых и линейных трактов и их использование для передачи различных видов сигналов (телефонных, телеграфных, фототелеграфных, сигналов вещания и др.). Дано понятие о системе ТАСИ и вокодерах.
Расчет широкополосного усилителя мощности
Расчет входного каскада широкополосного усилителя. Расчет нижней и верхней граничной частоты. Распределение частотных искажений. Схема регулировки усиления. Расчет параметров обратной связи. Топология элементов широкополосного усилителя мощности.
Расчет и моделирование цифрового фильтра
Изучение сущности цифровой фильтрации - выделения в определенном частотном диапазоне с помощью цифровых методов полезного сигнала на фоне мешающих помех. Особенности КИХ-фильтров. Расчет цифрового фильтра. Моделирование работы цифрового фильтра в MatLab.
Проектирование и анализ активного электрического фильтра
Разработка активного электрического фильтра Баттерворта 6-го порядка на основе идеального операционного усилителя (ОУ). Изучение проектирования фильтров при использовании современных методов расчета – программы Microcap. Построение АЧХ и ФЧХ фильтра.
Расчет полосового фильтра
Особенности современной радиотехники под фильтрацией сигналов на фоне помех. Классификация электрических фильтров. Основные методы реализации заданной передаточной функции пассивной цепи. Этапы проектирования фильтра. АЧХ идеального полосового фильтра.
Функциональные устройства на ОУ
Понятие и назначение операционных усилителей, их структура и основные функции, разновидности и специфические признаки, сферы применения. Инвертирующее и неинвертирующее включение операционных усилителей. Активные RC-фильтры. Компараторы сигналов.
Проектирование и расчёт полосного фильтра
Синтез схемы полосового фильтра на интегральном операционном усилителе с многопетлевой обратной связью. Анализ амплитудно-частотной характеристики полученного устройства, формирование виртуальной модели фильтра и определение электрических параметров.
Дискретные сигналы
Дискретизация непрерывных сигналов. Связь спектров дискретного и непрерывного сигналов. Преобразование Фурье и Лапласа для дискретных сигналов.