Инженерный расчет активных фильтров 2

Министерство образования и науки Украины

Приазовский государственный технический университет

Кафедра ЭПП

Пояснительная записка

к курсовой работе

«Инженерный расчет активных фильтров»

по дисциплине: «Элементы автоматических устройств»

Выполнила:

студентка гр. ЭПА-06

Шпунтенко О.В.

Проверил:

доцент Дьяченко М.Д.

Мариуполь, 2009

АННОТАЦИЯ

Данная курсовая работа на тему: «Инженерный расчёт активных фильтров» содержит расчеты четырех фильтров в программах MathCAD 14 и Electronics Workbench. Пояснительная записка состоит из 25 страниц, 4 электрических схем, 8 ЛАЧХ, выполненных в Mathcad и 4 рисунков.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Задание на курсовую работу. 4

1 Расчет фильтра нижних частот. 5

1.1 Расчет основных параметров ФНЧ. 5

1.2 Построение ЛАЧХ фильтра в Mathcad. 6

1.3 Составление принципиальной схемы, расчет параметров компонентов. 7

1.4 Моделирование рассчитанного фильтра в пакете Electronics Workbench. 10

2 Расчет фильтра верхних частот. 11

2.1 Расчет основных параметров ФВЧ. 11

2.2 Построение ЛАЧХ фильтра в Mathcad. 11

2.3 Составление принципиальной схемы, расчет параметров компонентов. 12

2.4 Моделирование рассчитанного фильтра в пакете Electronics Workbench. 14

3 Расчет полосового фильтра. 15

3.1 Расчет параметров компонентов принципиальной схемы ПФ.. 15

3.2 Построение ЛАЧХ фильтра в Mathcad. 16

3.3 Составление принципиальной схемы, расчет параметров компонентов. 17

3.4 Моделирование фильтра в пакете Electronics Workbench. 19

4 Расчет заграждающего фильтра. 19

4.1 Расчет параметров компонентов принципиальной схемы ЗФ.. 20

4.2 Построение ЛАЧХ фильтра в Mathcad. 20

4.3 Составление принципиальной схемы, расчет параметров компонентов. 21

4.4 Моделирование фильтра в пакете Electronics Workbench. 22

Заключение. 24

Литература. 25

Задание на курсовую работу

В ходе выполнения курсовой работы необходимо выполнить расчёт и моделирование четырёх активных фильтров.

Для каждого из них выполнить следующие операции:

1. Определить необходимый порядок фильтра для обеспечения заданной крутизны спада АЧХ.

2. Выполнить расчёт основных параметров фильтра, получить выражение для коэффициента передачи фильтра в функции частоты.

3. Используя пакет MathCAD построить желаемую ЛАЧХ фильтра.

4. Составить принципиальную схему фильтра, выполнить расчёт параметров компонентов.

5. Выбрать активные и пассивные элементы фильтра, используя справочные данные ОУ и номинальные ряды пассивных элементов.

6. Произвести моделирование разработанного фильтра с использованием пакета Electronics Workbench.

1 Расчет фильтра нижних частот

Рассчитаем ФНЧ с видом АЧХ Чебышева с неравномерностью в полосе пропускания 2 дб. Крутизна спада АЧХ -80 дб/дек. Схема с положительной обратной связью. Частота среза f_g = 3850 Гц.

Для обеспечения заданной крутизны спада применяем фильтр 4-го порядка, который состоит из двух звеньев, соединенных последовательно.

Передаточная функция фильтра в общем виде имеет вид:

1.1 Расчет основных параметров ФНЧ

Из табл. 1 «Коэффициенты фильтров высших порядков различного типа» выберем значения коэффициентов и добротность полюсов.

Значение нормированной частоты среза: ;

Коэффициент усиления фильтра на нулевой частоте:

1.2 Построение ЛАЧХ фильтра в Mathcad

Рисунок 1.2.1 – ЛАЧХ идеального ФНЧ

1.3 Составление принципиальной схемы, расчет параметров компонентов

Для реализации заданного фильтра используется схема фильтра с положительной обратной связью. Фильтр будет состоять из двух звеньев, чтобы обеспечить заданную крутизну спада.

Расчет 1-го звена:

Для упрощения расчетов принимаем одинаковыми все значения сопротивлений и ёмкостей.

Фиксированный коэффициент усиления ОУ равен:

обеспечивается цепью отрицательной обратной связи.

Примем значение сопротивления , тогда

Из ряда номинальных значений резисторов возьмем два сопротивления 22 кОм и 180 Ом.

Выбираем желаемую частоту среза для первого звена по уровню 3 дб из условия, что

Примем: С1= 0,01*10^-6 Ф

Ом

Номинальное значение R1=1.675*10⁴ Ом. Возьмем последовательно резисторы номиналом 16 кОм и 750 Ом.

Выполним проверку:

Гц

%

Погрешность менее 5 %.

Передаточная функция первого звена:

Расчет 2-го звена:

Для упрощения расчетов принимаем одинаковыми все значения сопротивлений и ёмкостей.

Фиксированный коэффициент усиления ОУ равен:

обеспечивается цепью отрицательной обратной связи. Примем значение сопротивления , тогда

Из ряда номинальных значений резисторов возьмем

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать