Проектирование активных RC-фильтров

    Дисциплина: Технические
    Тип работы: Курсовая
    Тема: Проектирование активных RC-фильтров

    Санкт-Петербургский
    государственный
    электротехнический
    университет
    Кафедра
    САПР
    Пояснительная
    записка
    Курсовая
    работа
    на
    тему:
    Проектирование
    активных
    RC-фильтров
    Преподаватель
    Хорьков
    Г. И.
    Студент
    гр. 5361
    Трухин
    С. Н.
    -1997-
    Введение
    Активные RC-фильтры относятся к широко распространенному классу частотно избирательных цепей и , наряду с построенными на основе их использования
    генераторами синусоидальных колебаний , находят применение в системах передачи информации , автоматического управления и регулирования , технике измерения и различного рода
    функциональных преобразователях . Активные RC-фильтры (АФ) содержат пассивные избирательные RC-цепи и активные устройства (усилители , гираторы , конверторы отрицательного
    сопротивления) , при помощи которых получают требуемую добротность звеньев второго порядка .
    Основной задачей при проектировании АФ является получение заданной формы амплитудно-частотной характеристики .
    Цель курсового проекта состоит в практическом ознакомлении с основами синтеза активных RC-фильтров и генераторов синусоидальных сигналов
    способами ручного и машинного анализа характеристик разработанного устройства .
    Проектирование активных RC-фильтров
    Аппроксимация
    Под электрическим фильтром понимается четырехполюсник
    модуль передаточной функции которого остается практически постоянным в определенной области частот
    называемой полосой пропускания
    и достаточно резко падает с удалением от границ этой области . Границы области пропускания именуются граничными частотами . Область частот с достаточно большим подавлением
    амплитуды сигнала называется полосой заграждения . Между полосами пропускания и заграждения находится переходная область .
    Синтез частотно-избирательных цепей связан с решением двух задач :
    —задачи образования функции
    так называемой аппроксимации функции
    —задачи реализации найденной аппроксимирующей
    функции электрической цепью .
    В данной работе проектируется фильтр нижних частот (ФНЧ) и используется аппроксимация по Чебышеву .
    Исходными данными для проектирования фильтра на этапе аппроксимации обычно
    являются :
    - определяет неравномерность коэффициента передачи фильтра в
    - определяют ширину промежуточной зоны между полосой
    модуль коэффициента передачи фильтра на границе полосы
    задерживания .
    Техническое задание к курсовому проектированию
    Вид аппроксимации - аппроксимация по Чебышеву
    Входной сигнал - в цифровой форме
    d0.15
    H(jw2)
    0.08
    F1=0.50
    F2=0.75
    вх.макс
    2.0 В
    вых.макс
    12 В
    D = 65
    дБ
    Rн = 10 кОм
    Rг =
    кОм
    Температурный
    диапазон
    +5...+35
    Аппроксимация по Чебышеву.
    При аппроксимации по Чебышеву используется следующее выражение для
    H(jwн
    где
    Un(wн
    ) = cos (n arcos wн
    полином Чебышева
    Нахождение порядка полинома
    при аппроксимации по Чебышеву производится следующим образом .
    На границе полосы пропускания полагаем
    wн1
    отсюда
    Т. к.
    H(jwн2
    то
    Т. о. порядок
    полинома находится из следующего выражения
    Т. к.
    wн2
    = 1.46 (
    = 0.5 кГц
    = 0.73 кГц )
    то
    Примем
    n = 3
    Полюса передаточной функции
    H(pн
    при аппроксимации по Чебышеву имеют вид
    = -0.235
    j0.937
    = -0.470
    Расположение корней на элипсе
    Данные значения получены для
    Аппроксимирующая функция имеет вид
    Расчет АЧХ и ФЧХ
    Графики амплитудно- и фазо- частотных характеристик передаточных функций первого и второго звеньев .
    АЧХ первого звена
    ФЧХ первого звена
    АЧХ второго звена
    ФЧХ второго звена
    АЧХ двух звеньев в целом
    ФЧХ двух звеньев в целом
    Расчет схемы в системе Pspice .
    Графики АЧХ и ФЧХ для 1го звена
    Графики АЧХ и ФЧХ для 2го звена .
    Графики АЧХ
    ФЧХ и статическая характеристика для системы в целом .
    Расчет чувствительности схемы на наихудший случай .
    Расчет чувствительности схемы при максимальном разбросе значений резисторов :
    Амплитудно - частотная характеристика
    Фазо - частотная характеристика
    Расчет чувствительности схемы при максимальном разбросе значений конденсаторов :
    Амплитудно - частотная характеристика
    Фазо - частотная характеристика
    Расчет чувствительности схемы при максимальном разбросе значений резисторов и конденсаторов .
    Амплитудно - частотная характеристика
    Фазо - частотная характеристика
    Расчет динамического диапазона схемы
    Выражение для расчета динамического диапазона :
    D= 20 * log (U
    вых.макс
    вых.0
    вых.макс
    = 12 В
    вых0
    возьмем из графика статической характеристики .
    вых0
    = 8*(10^-6)
    Полученное значение динамического диапазона :
    D=123
    На вход схемы ставится Цифро-аналоговый преобразователь (двенадцатиразрядный
    ЦАП К572ПА2А )
    так как в техническом задании указано условие цифровой формы входного сигнала .
    Для согласования напряжения на выходе ЦАП и входе фильтра на выход ЦАП ставится ОУ с резистором в цепи обратной связи .
    R=Uвх.фильтра / I вых.цап = 1/(0.0008)=1.25 Ком
    Схема фильтра
    Обозначение
    Наименование
    Количество
    Резисторы
    МЛТ - 0.125 - 10к
    МЛТ - 0.125 - 87к
    R8,R9
    МЛТ
    - 0.125 - 1к
    МЛТ - 0.125 - 1.3к
    МЛТ
    - 0.125 - 5к
    МЛТ - 0.125 -7к
    Конденсаторы
    К10-50-75n-25В
    К10-50-1.6n-25В
    К10-50-100n-25В
    Операционные усилители
    U1,...U3
    LF 411
    Выходной файл данных Pspice
    **** 12/14/97 08:52:23 ********* PSpice 5.1 (Jan 1992) ******** ID# 62539 ****
    * C:PS-PICEkurs_pro.sch
    ****
    CIRCUIT DESCRIPTION
    ******************************************************************************
    * Schematics Version 5.1 - January 1992
    * Sun Dec 14 06:00:06 1997
    * From [SCHEMATICS NETLIST] section of msim.ini:
    .lib
    .INC \"C:PS-PICEkurs_pro.net\"
    **** INCLUDING C:PS-PICEkurs_pro.net ****
    * Schematics Netlist *
    R_R1
    $N_0003 $N_0002 r 10k
    R_R2
    $N_0002 $N_0004 r 87k
    R_R3
    0 $N_0005 r 1k
    C_C1
    $N_0002 $N_0005 c 75n
    C_C2
    0 $N_0004 c 1.6n
    R_R4
    $N_0005 $N_0007 r 1.3k
    R_R5
    0 $N_0008 r 6k
    v_V4
    0 $N_0009 dc 15
    v_V5
    $N_0010 0 dc 15
    v_V1
    $N_0011 0 dc 1 ac 1
    v_V2
    $N_0012 0 dc 15
    v_V3
    0 $N_0013 dc 15
    C_C3
    0 $N_0014 c 100n
    R_R6
    $N_0011 $N_0014 r 7k
    X_U29
    $N_0014 $N_0003 $N_0012 $N_0013 $N_0003 LF411
    X_U42
    $N_0004 $N_0005 $N_0010 $N_0009 $N_0007 LF412
    X_U43
    $N_0008 out $N_0017 $N_0018 out LF411
    v_V7
    0 $N_0018 dc 15
    v_V8
    $N_0017 0 dc 15
    R_R8
    0 out r 1k
    R_R9
    $N_0007 $N_0008 r 1k
    .model r res(r=1 dev=5%)
    .model c cap(c=1 dev=10%)
    .wcase ac V([out]) Ymax
    **** RESUMING kurs_pro.cir ****
    .INC \"C:PS-PICEkurs_pro.als\"
    **** INCLUDING C:PS-PICEkurs_pro.als ****
    * Schematics Aliases *
    .ALIASES
    R_R1
    R1(1=$N_0003 2=$N_0002 )
    R_R2
    R2(1=$N_0002 2=$N_0004 )
    R_R3
    R3(1=0 2=$N_0005 )
    C_C1
    C1(1=$N_0002 2=$N_0005 )
    C_C2
    C2(1=0 2=$N_0004 )
    R_R4
    R4(1=$N_0005 2=$N_0007 )
    R_R5
    R5(1=0 2=$N_0008 )
    v_V4
    V4(+=0 -=$N_0009 )
    v_V5
    V5(+=$N_0010 -=0 )
    v_V1
    V1(+=$N_0011 -=0 )
    v_V2
    V2(+=$N_0012 -=0 )
    v_V3
    V3(+=0 -=$N_0013 )
    C_C3
    C3(1=0 2=$N_0014 )
    R_R6
    R6(1=$N_0011 2=$N_0014 )
    X_U29
    U29(+=$N_0014 -=$N_0003 V+=$N_0012 V-=$N_0013 5=$N_0003 )
    X_U42
    U42(+=$N_0004 -=$N_0005 V+=$N_0010 V-=$N_0009 5=$N_0007 )
    X_U43
    U43(+=$N_0008 -=out V+=$N_0017 V-=$N_0018 5=out )
    v_V7
    V7(+=0 -=$N_0018 )
    v_V8
    V8(+=$N_0017 -=0 )
    R_R8
    R8(1=0 ...

    Забрать файл

    Похожие материалы:


ПИШЕМ УНИКАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Заказывайте напрямую у исполнителя!


© 2006-2016 Все права защищены