Дослідження активних фільтрів

Курсова робота

з дисципліни:

«Основи теорії сигналів»

на тему:

«Дослідження активних фільтрів»

Зміст

Завдання для розрахунку

Вступ

1. Визначення комплексного коефіцієнта передавання напруги

2. Аналіз проходження складного сигналу через активний фільтр

3. Розрахункова частина

Висновок

Завдання для розрахунку

А) Для заданого варіанта схеми складіть матрицю провідностей та запишіть вираз для комплексного коефіцієнта передавання напруги у вигляді:

Ku=

А відтак запишіть вирази для розрахунку його АЧХ та ФЧХ:

Ku= Fi=

Б) Розрахуйте АЧХ та ФЧХ у заданому діапазоні частот.

В) На підставі розрахунків побудувати графіки АЧХ та ФЧХ.

Г) на вході схеми з ОП діє періодичний сигнал як сума трьох гармонічних напруг:

Розраховуємо миттєві значення вхідного сигналу як суму миттєвих значень окремих гармонік для моментів часу, які відстають один від одного на інтервал 0,05 То (То-період сигналу). Результати зводимо у таблицю 1.

Д) На підставі розрахунків будуємо графік вхідного сигналу та його гармонічних складових.

Е) Розраховуємо амплітуди та початкові фази гармонік вихідного сигналу.

Є) Розраховуємо миттєві значення вихідного сигналу як суму миттєвих значень окремих гармонік для моментів часу, які відстають один від одного на інтервал 0,05 То (То-період сигналу). Результати зводимо у таблицю:

Ж) На підставі розрахунків будуємо графік вихідного сигналу та його гармонічних складових та зробити висновки про особливості проходження заданого сигналу через схему.

Вступ

Ідеалізованим операційним підсилювачем (ОП) називають підсилювач постійного струму з диференціальним входом, нескінченно великим коефіцієнтом підсилення, нескінченно великим вхідним опором та нескінченно малим вихідним опором. Повна схема сучасного ОП достатньо складна. В неї входять елементи, які забезпечують основне підсилення, високий вхідний та низький вихідний опір, а також виконують допоміжні функції: узгодження рівнів напруги, стабілізацію режиму. Захист від перевантажень та ін. Найпростішими є схеми ОП, побудовані на однотипних n-р-n транзисторах.

Оскільки ОП мають великий коефіцієнт підсилення (), то для стабілізації їх параметрів та розширення смуги пропускання у них застосовують зовнішній від'ємний зворотній зв'язок. Однак, при цьому із-за впливупаразитних ємностей може виникнути самозбудження на частотах, де зовнішній від'ємний зворотний зв'язок перетворюється на додатній. Для усунення цього явища коректують частотну характеристику ОП введенням у схему зовнішнього коректуючого конденсатора, для під'єднання якого у схему передбачені спеціальні виводи.

Електричним фільтром називаються електричні кола, які призначені для виділення коливань, що знаходяться в певному діапазоні частот, що пропускаються фільтром і називаються смугою пропускання фільтра. У відповідності з діапазоном частот, що пропускаються фільтром, розрізняють наступні:

• НЧ фільтри – від 0 до частоти зрізу;

• ВЧ фільтри – від частоти зрізу до нескінченості;

• Смугові фільтри – смуга пропускання від Рзрі до Рзр2;

• Обмежуючі фільтри – смуга затримки від Рзрі до Рзр2;

В залежності від наявності у фільтрах підсилювальних елементів розрізняють:

1. пасивні фільтри – пристрої які складаються з пасивних елементів;

2. активні фільтри – пристрої, що містять підсилювальні елементи та пасивні фільтри.

В активному фільтрі підсилювальним елементом може виступати операційний підсилювач.

ОП – це підсилювачі напруги, які мають в смузі частот від 0 до декількох МГц коефіцієнт підсилення десятки тисяч. ОП характеризується широким діапазоном частот, високою стабільністю, надійністю, малими габаритами. Недоліками деяких ОП є необхідність живлення від двох різних джерел.

ОП можна розглядати як активний чотириполюсник і представити у вигляді малосигнальної еквівалентної схеми.

Ucd

Мал. 2. Малосигнальна еквівалентна схема

До вхідних затискачів поєднується джерело підсилювальних електричних сигналів, до вихідних – навантаження. Підсилювач із сторони виходуу вигляді джерела напруги із внутрішнім опором Квих. Сам підсилювач одночасно являє собою навантаження для джерела сигналів і джерелом сигналу для зовнішнього навантаження.

Для даної малосигнальної еквівалентної схеми ОП можна записати повну матрицю провідності:

Вхід, який використовується для отримання інверсного сигналу на виході ОП, називають інвертуючим. Відповідно вхід а – неінвертуючим.

Для аналізу електричних кіл з багатополюсними компонентами можна використовувати узагальнений метод вузлових напруг. При формуванні рівнянь електричної рівноваги з цим методом використовуються компонентні рівняння як двополюсників так і багатополюсників.

Метод формування рівнянь електричної рівноваги базується на тому, що коли вибрати один і той самий вузол, як базовий і для багатополюсника і для інших компонентів кола, то напруги зовнішніх виводів будуть одночасно вузловими напругами тих вузлів кола до яких приєднані виводи багатополюсника – на основі рівнянь рівноваги кола складають матрицю, яка називається повною матрицею

Внимание, отключите Adblock

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

Скачать