Учреждение образования Белорусский Государственный университет информатики и радиоэлектроники
Курсовой проект
«Проектирование устройств фильтрации»
Минск 2007 г.
2. Методика расчёта устройств фильтрации на операционных усилителях
3. Вывод передаточной функции фильтра
Фильтр Чебышева 8-ого порядка с неравномерностью в полосе пропускания 78%.
Передаточная характеристика фильтра нижних частот:
Построение графиков в нормированной системе координат:
ФНЧ
Построим амплитудно-частотную характеристику:
Фаза-частотная характеристика:
Характеристика рабочего затухания:
Характеристика группового время запаздывания:
Импульсная характеристика фильтра:
Переходная характеристика:
2Операция денормирования:
Передаточная характеристика.
Фаза-частотная характеристика.
Характеристика рабочего затухания.
Хар-ка группового время запаздывания
Импульсная характеристика:
Переходная характеристика.
4.Разработка принципиальной схемы фильтра, расчёт элементов.
Постоим принципиальную схему фильтра нижних частот ( вид аппроксимации: Чебышева ) второго порядка на операционном усилителе. Фильтр нижних частот пропускает низкочастотные составляющие сигнала и задерживает высокочастотные, исходя из этого присутствие разделительных конденсаторов в ветвях схемы необходимо. Но в какой именно ветви должны стоять конденсаторы не известно, поэтому во все ветви поставим проводимости.
Равенство токов обеспечивается тем, что операционный усилитель не потребляет тока. Ток I4 протекает через проводимость Y4 и втекает в ветвь с проводимостью Y5 без потерь.Выразим токи в ветвях через проводимости.
Разделим все члены уравнения на Uвых, для того чтобы возможно было определить коэффициент передачи.
Получим передаточную характеристику
Общая же формула передаточной характеристики фильтра нижних частот имеет вид:
Сравним два выражения.Из выражения видно, что числитель не зависит от частоты. Анализируя выражения передаточной характеристики фильтра сделал вывод о том, что проводимости Y4, Y3 и Y1 должны заменить резисторы, а проводимости Y2 и Y5 – емкости.
С учётом этого построим принципиальную схему фильтра.
Если сравнить это выражение с передаточной характеристикой ФНЧ, то можно составить систему уравнений:
В данной системе три уравнения и пять неизвестных. Встаёт вопрос: какие из этих величин обозначить константами. Сейчас производство довольно хорошо научилось делать разделительные конденсаторы и количество номинальных значений ёмкостей в них значительно больше чем сопротивлений у резисторов
( значение погрешности в величинах также меньше ), поэтому решив эту систему задав ёмкости С1 и С2 постоянными величинами получим :
Так рассчитаем элементы четырёх фильтров второго прядка. Элементы второго фильтра второго порядка рассчитываются аналогично первому. Но здесь значения альфа и бэтта необходимо брать применительно ко второму элементу фильтрации нашего фильтра. Значения берутся в денормированном виде
4.2 Проверим правильность формул и найдём численные значения сопротивлений и ёмкостей применительно к каждому каскаду.
1. Первый фильтр второго порядка:
2. Второй фильтр второго порядка
3. Третий фильтр второго порядка:
4. Четвёртый фильтр второго порядка:
Запишем выражение передаточной функции для каждого каскада фильтрации, но уже с учётом выражений для сопротивлений и ёмкостей. Так как фильтр чётного порядка, то для вычисления используется одна формула:
Составляя общий коэффициент передачи для фильтра 8-ого порядка необходимо перемножить коэффициенты передачи каждого промежуточного каскада фильтрации:
Теперь если построить график амплитудно-частотной характеристики, то можно сделать вывод, что элементы фильтра с многопетлевой обратной связью рассчитаны верно. Графики совпадают.
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
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.
Исследование ферритовых СВЧ устройств
Цель работы - исследование ферритовых СВЧ устройств: вентиля, Y- циркулятора, взаимного и невзаимного фазовращателей. Установка для измерения коэффициента отражения.
Фильтр
Отмывка ионообменного материала от регенерационного раствора и продуктов регенерации производится в направлении сверху вниз. Фильтры ионитные параллельно-точные первой ступени для Н-катионирования представляют собой вертикальный однокамерный цилиндрический аппарат, состоящий из корпуса, нижнего и верхнего распределительных устройств, трубопроводов, запорной арматуры, пробоотборного устройства и фильтрующей загрузки.
Конструирование валов
Предварительно выбираем радиально- упорные подшипники средней серии. По диаметру выбираем подшипники 000 с параметрами: c = 00. 7 кН, С0 = 99 кН, = 06
а по теме динамика управляемых преобразовательных устройств
Введение. Цели регулирования пу. Анализ простейшей системы позиционного регулирования, сравнительная оценка идеального релейного и линейного регуляторов по быстродействию. Непрерывное и импульсное регулирование, их оценка по энергетике
Экспоненциальный фильтр
Понятие экспоненциального фильтра, который в аналоговом варианте представляет собой апериодическое звено и описывается соответствующим дифференциальным уравнением. Ознакомление с аналоговым и дискретным вариантами реализации фильтра с данными параметрами.
Исследование ферритовых СВЧ устройств
Цель работы - исследование ферритовых СВЧ устройств: вентиля, Y- циркулятора, взаимного и невзаимного фазовращателей. Установка для измерения коэффициента отражения.
Расчет оконечного каскада передатчика
Параметры расчета предварительного и оконечного каскадов передатчика на биполярных транзисторах. Расчёт оконечного каскада. Параметры транзистора 2Т903А. Результат расчёта входной цепи. Результаты расчёта коллекторной цепи. Расчёт предоконечного каскада.
Передатчик связной радиостанции
Расчёт передатчика и цепи согласования. Расчёт структурной схемы и каскада радиопередатчика, величин элементов и энергетических показателей кварцевого автогенератора. Нестабильность кварцевого автогенератора и проектирование радиопередающих устройств.
Фильтр скользящего среднего
Программная реализация фильтра. Аналоговый и дискретный варианты реализации фильтра скользящего среднего, схема фильтрации. Реализация вычислений среднего значения функции в заданном интервале времени. Описание амплитудно-фазовой характеристики фильтра.
Пороги и методы фильтрации речевого сигнала в вейвлет области
Жесткий и гибкий пороги фильтрации речевого сигнала. Графики вейвлет-разложения речевого сигнала. Блок схема алгоритма фильтрации с гибким порогом. Статистический метод фильтрации речевого сигнала. Оценка качества восстановленного речевого сигнала.
Kaspersky Internet Security 2011
Kaspersky Internet Security 2011 ( 2011 это программа, призванная обеспечить безопасную рабочую среду как в условиях дома так и в условиях офиса. Она обладает рядом полезных функций которые обеспечивают безопасный серфинг интернета, проверку компьютера и внешних запоминающих устройств, таких как флешкарты и диски, на наличие вредоносных программ, а также осуществляет контроль безопасности сети.
Гаврилов Михаил Александрович
Гаврилов Михаил Александрович (1903-79), российский ученый, стоявший у истоков информатики в нашей стране, в частности технической кибернетики, теории автоматов и теории ЭВМ, член-корреспондент АН СССР (1964)
Стибиц (Stibitz) Джордж
Стибиц (Stibitz) Джордж, американский математик, создатель одного из первых электромеханических вычислительных устройств - двоичного сумматора.