Проектирование активного фильтра верхних частот Баттерворта
Курсовая работа, 11 Мая 2013, автор: пользователь скрыл имя
Описание работы
1.Спроектировать активный электрический фильтр высоких частот Баттерворта на основе каскадного соединения звеньев, состоящих из резисторов, конденсаторов и ОУ, на биквадратной основе.
2.Вывести выражения для передаточных функций звеньев.
3.Привести полную схему фильтра и рассчитать его АЧХ и ФЧХ.
4.Выполнить анализ спроектированного фильтра. Расчет характеристик производится на ПЭВМ с использованием стандартной программы MicroСap9.
Содержание работы
СОДЕРЖАНИЕ 2
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ. 2
ЗАДАНИЕ 3
ВВЕДЕНИЕ 4
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ВОПРОСА 7
1.1. Фильтры Баттерворта 7
1.2. Минимальный порядок фильтра 8
1.3. Фильтр верхних частот. 9
1.4. Биквадратные фильтры верхних частот 10
2. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 12
2.1. Расчет фильтра 12
2.2. Расчет АЧХ и ФЧХ фильтра. Проверка на соответствие заданию. 13
2.3. Анализ фильтра. Исследования влияния K0 на АЧХ. Определение максимально допустимого значения K0. 13
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 14
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 16
Приложение 1 17
Приложение 2 19
Приложение 3 21
Файлы: 1 файл
Курсовая работа. Проектирвание активных фильтров.doc
— 1.61 Мб (Скачать файл)Полная схема фильтра приведена в Приложении 2.
2.2. Расчет АЧХ и ФЧХ фильтра. Проверка на соответствие заданию.
Схема была построена и проанализирована в программе MicroCap9.
Проведем исследование схемы, используя в качестве номиналов пассивных элементов значения, полученные при расчетах, а в качестве ОУ – идеальную его модель.
По результатам частотного
анализа вид амплитудно-
- выдерживается минимальное затухание в полосе задерживания (A=Δ=20 дБ);
- Коэффициент усиления в зоне пропускания удовлетворяет условию.
В Приложении 3, представлены АЧХ данного фильтра.
2.3. Анализ фильтра. Исследования влияния K0 на АЧХ. Определение максимально допустимого значения K0.
Используя программу MicroCap9, зададим изменение K0 в пределах (100, 1000).
Проанализируем получившуюся АЧХ и ФЧХ фильтра( Приложение 3.)
Минимально допустимым значением K0 будем считать такое значение, при котором АЧХ и ФЧХ фильтра практически идентичны начальным, и при дальнейшем его уменьшении, сильно изменяются.
По результатам исследования минимально допустимым значением является K0 = 12,05.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе работы был рассчитан биквадратный фильтр Баттерворта со следующими характеристиками:
порядок фильтра – 3;
граничные частоты фильтра 0.7кГц, 1 кГц;
коэффициент передачи по напряжению в полосе пропускания – 4.
Фильтр построен по биквадратной схеме, используя элементы следующей величины:
Резисторы: |
Конденсаторы: |
R1=20,79 кОм |
С1=10 нФ |
R2=15,92 кОм |
С2=10 нФ |
R3=15,92 кОм |
С3=10 нФ |
R4=15,92 кОм |
С4=10 нФ |
R5=15,92 кОм |
|
R6=10,40 кОм |
|
R7=7,95 кОм |
|
R8=8,61 кОм |
|
R9=43,01 кОм |
|
R10=15,92 кОм |
|
R11=15,92 кОм |
|
R12=15,92 кОм |
|
R13=15,92 кОм |
|
R14=7,95 кОм |
|
Rn=75 Ом |
Фильтр может использоваться
для усиления или ослабления определенных
частот, в генераторах
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Справочник по активным фильтрам: Пер. с англ./ Д. Джонсон, Дж. Джонсон, Г. Мур. – М.: Энерго-атомиздат, 1983г. – 128 с., ил.
- Зааль Р. Справочник по расчету фильтров: Пер. с немецкого. – М.: Радио и связь, 1983г. – 400 с., ил.
- В.Г. Коберниченко, А.П. Мальцев, Ю.В. Шилов. Проектирование пассивных активных электрических фильтров. Екатеринбург, 20
Приложение 1
Расчет характеристик фильтра
Передаточная характеристика звена 1ого порядка:
Передаточная характеристика звена 2ого порядка
Передаточная характеристика фильтра
минимальный порядок фильтра
ширина переходной зоны
точная ширина переходной зоны
Расчет 1 звена
п р и с у т с т в у е т п о д ъ е м
Расчет 2 звена
Приложение 2
Приложение 3
АЧХ фильтра