birmaga.ru
добавить свой файл

1
Задание

В данной работе необходимо решить конкретную техническую задачу – расчет электрической цепи для выделения эффективной части спектра периодических радиоимпульсов с помощью полосового фильтра, выполненного в двух вариантах – по схеме пассивного LC-фильтра и по схеме активного RC-фильтра.
В тексте работы должно быть отражено следующее:

1. Четкая запись технического задания на расчет.

2. Анализ технического задания.

3. Краткие теоретические пояснения к расчету каждой величины.

4. Подробный расчет с приведением промежуточных числовых значений.

5. Нумерация формул, на которые имеется ссылка в тексте.

6. Правило оформления расчета: формула – числовые подстановки в основных единицах измерения – ответ в основных единицах с переводом во вспомогательные единицы измерения.
Задача

На входе полосового фильтра действуют периодические прямоугольные радиоимпульсы (рис. 1.1) с параметрами: tидлительность импульсов, Tипериод следования; Tнпериод несущей частоты; Umнамплитуда несущего колебания, имеющего форму гармонического uн(t) = Umн × coswнt.

Требуется рассчитать двусторонне нагруженный пассивный полосовой LC-фильтр и активный полосовой RC-фильтр для выделения эффективной части спектра радиоимпульсов, лежащей в полосе частот от (fн – 1/tи) до (fн + 1/tи) (главный «лепесток спектра»). График модуля спектральной функции U(f) = |U(jf)| радиоимпульса приведен на рис. 1.2. Спектр имеет дискретный характер, поэтому частоты fп1 и fп2 границы полосы пропускания фильтров определяются крайними частотами в главном «лепестке спектра». Частоты fз1 и fз2 полосы задерживания (непропускания) фильтра определяются частотами первых дискретных составляющих, лежащими слева от (fн – 1/tи) и справа от (fн + 1/tи). Конкретное определение численных значений всех частот показано в типовом примере расчета LC-фильтра.


 



 



 

Исходные данные для расчета приведены в таблицах 1.1 и 1.2. Сопротивления генератора радиоимпульсов Rг и сопротивление нагрузки Rн пассивного фильтра одинаковы: Rг =Rн = R. Для вариантов 01¸25 и 51¸75 R = 600 Ом, для вариантов 26¸50 и 76¸99 R = 1000 Ом. Характеристика фильтра аппроксимируется полиномом Чебышева.

Таблица 1.1


№№
вариантов

Тн,
мкс

tи,
мкс

Ти,
мкс

А,
дБ

Апол,
дБ

17 и 42

16

80

228

3

30

Таблица 1.2

Варианты

Umн, В

17

13

 

В ходе выполнения работы необходимо:

1. Рассчитать и построить график амплитудного спектра радиоимпульсов.


2. Определить частоты fп2 и fз2 и рассчитать превышение амплитуды частоты fп2 над амплитудой частоты fз2 в децибелах в виде соотношения А¢ = 20lgUmп/Umз на входе фильтра.

3. Рассчитать минимально допустимое ослабление фильтра в полосе задерживания Аmin = Апол А¢.

4. Рассчитать порядок m НЧ-прототипа требуемого фильтра.

5. Получить выражение для передаточной функции НЧ-прототипа при аппроксимации его характеристики полиномом Чебышева.

6. Осуществить реализацию двухсторонне нагруженного полосового LC-фильтра.

7. Осуществить реализацию полосового ARC-фильтра.

8. Привести ожидаемую характеристику ослабления полосового фильтра в зависимости от частоты, т. е. A = K(f).

9. Рассчитать ослабление ARC-фильтра на границах полосы пропускания и полосы непропускания (задерживания).

10. Привести схему ARC-полосового фильтра.
Так же необходимо письменно ответить на следующие вопросы:

1. Дайте определение электрического фильтра.

2. Как классифицируются фильтры по диапазону пропускаемых ими частот?

3. В чем заключаются требования к электрическим характеристикам фильтров?

4. Что такое функция фильтрации?

5. Что значит осуществить нормирование по частоте; по сопротивлению? В чем сущность денормирования?

6. Фильтры Баттерворта. Начертить графики зависимости ослабления и квадрата модуля передаточной функции от нормированной частоты для ФНЧ.

7. То же самое для фильтров Чебышева.

8. В чем достоинства и недостатки фильтров Баттерворта и Чебышева?

9. Как пересчитать требования к характеристикам ПФ, ФВЧ в требования к НЧ-прототипу?

10. Порядок синтеза пассивных полосовых фильтров.

11. Порядок синтеза активных полосовых фильтров.

12. Начертите графики ослабления ПФ для фильтров Баттерворта и Чебышева для разных порядков фильтров.

13. Как изменяется амплитудный спектр периодических радиоимпульсов при изменении их длительности периода следования и периода несущей частоты?
Ссылка на доп.материалы

http://www.reshaem.net/uploads/2198/file_1303_Der9AnVwnQ.rar