Название: Полосно-пропускающий фильтр
Вид работы: реферат
Рубрика: Радиоэлектроника
Размер файла: 21.28 Kb
Скачать файл: referat.me-320726.docx
Краткое описание работы: представляет собой устройство, которое пропускает сигналы в диапазоне частот с шириной полосы BW, расположенной приблизительно вокруг центральной частоты
Полосно-пропускающий фильтр
представляет собой устройство, которое пропускает сигналы в диапазоне частот с шириной полосы BW, расположенной приблизительно вокруг центральной частоты ω0 (рад/с), или f0 = ω0 /2π (Гц). На рисунке 1 изображены идеальная и реальная амплитудно-частотные характеристики. В реальной характеристике частоты ω L и ω U представляют собой нижнюю и верхнюю частоты среза и определяют полосу пропускания ωL ≤ω≤ωU и её ширину BW= ωU -ωL .
В полосе пропускания амплитудно-частотная характеристика никогда не превышает некоторого определённого значения, например А на рисунке 1. Существует также две полосы задерживания 0≤ω≤ω1 и ω2 ≤ω, где значение амплитудно-частотной характеристики никогда не превышает заранее выбранного значения, скажем, А2 . Диапазоны частот между полосами задерживания и полосой пропускания, а именно ωL <ω<ωU и ωL <ω<ωU , образуют соответствено нижнюю и верхнюю переходные области, в которых характеристика является монотонной.
Отношение
Q=ω0
/BW
характеризует качество самого фильтра и является мерой его избирательности. Высокому значению
Q
соответствует относительно узкая, а низкому значению
Q
– относительно широкая полосы пропускания. Коэффициент усиления фильтра
K
определяется как значение его амплитудно-частотной характеристики на центральной частоте; таким образом, .
Передаточные функции полосно-пропускающих фильтров можно получить из нормированных функций нижних частот переменной S с помощью преобразования
.
Таким образом, порядок полосно-пропускающего фильтра в 2 раза выше, чем порядок соответствующего ему фильтра нижних частот и, следовательно всегда является чётным.
Схема с многопетлевой обратной связью (МОС) и бесконечным коэффициентом усиления, изображённая на рисунке 3 представляет собой один из наиболее простых полосно-пропускающих фильтров второго порядка. Она реализует функцию полосно-пропускающего фильтра при инвертирующем коэффициенте усиления.
Полосно-пропускающий фильтр с МОС, подобно его аналогам нижних и верхних частот, обладает минимальным числом элементов, инвертирующим коэффициентом усиления и способностью обеспечивать значение добротности Q≤10 при небольших коэффициентах усиления.
Рисунок 1. Схема полосно-пропускающего фильтра с МОС
Схема на ИНУН, изображённая на рисунке 4 реализует функцию полосно-пропускающего фильтра второго порядка.
Этот полосно-пропускающий фильтр на ИНУН обеспечивает неинвертирующий коэффициент усиления и может реализовать значения добротности Q≤10.
Рисунок 2. Схема полосно-пропускающего фильтра на ИНУН
На рисунке 5 изображена биквадратная схема, которая реализует передаточную функцию полосно-пропускающего фильтра второго порядка.
Биквадратная схема требует бόльшего числа элементов, чем схема с МОС и на ИНУН, однако из-за её стабильности и прекрасных возможностях по настройке она очень популярна. На ней можно реализовать значения добротности вплоть до 100.
Настройка полосно-пропускающего звена второго порядка осуществляется наиболее просто, если имеется возможность наблюдать общий вид его амплитудно-частотной характеристики. Частоты f1 и f2 представляют собой точки по уровню 3 дБ.
РАСЧЁТ.
Для расчёта полосно-пропускающего фильтра второго порядка, соответствующего звену нижних частот второго порядка, обладающий заданной
Рисунок 3. Схема биквадратного полосно-пропускающего фильтра
центральной частотой f0 (Гц), или ω0 =2πf0 (рад/с), коэффициентом усиления звена K и добротностью Q , необходимо выполнить следующие шаги.
1. Выбрать номинальное значение ёмкости C1 (предпочтительно близкое к значению 10/ f0 мкФ) и номинальное значение ёмкости C2 (желательно равное C1 ).
2. Вычислить сопротивления:
где ρ= K/Q; β=1/Q.
3. Выбрать номинальные значения сопротивлений, наиболее близкие к вычисленным значениям, и реализовать фильтр в соответствии со схемой рисунок 3.
КОММЕНТАРИИ
· Для обеспечения лучших рабочих характеристик номинальные значения элементов должны выбираться наиболее близкими к выбранным и вычисленным значениям. Рабочая характеристика не изменится, если значения всех сопротивлений умножить, а ёмкостей поделить на общий множитель.
· Входное полное сопротивление ОУ должно быть по крайней мере 10 R3 . Коэффициент усиления ОУ с разомкнутой обратной связью должен по крайней мере в 50 раз превышать значение амплитудно-частотной характеристики фильтра на частоте fa – наибольшей требуемой частоте в полосе пропускания, а его скорость нарастания (В/мкс) должна в 0,5ωа ∙10–6 раз превосходить максимальный размах выходного напряжения.
· Инвертирующий коэффициент усиления . Следовательно, коэффициент усиления можно настроить, изменяя сопротивление
R1
. Для получения требуемой добротности
Q
изменяют сопротивление
R2
, и, изменяя одновременно сопротивления
R2
и
R3
в одинаковом процентном отношении, можно, не влияя на добротность
Q
, установить центральную частоту.
· Эту схему можно использовать только для фильтровых звеньев с коэффициентом усиления K и добротностью Q не более 10.
Похожие работы
-
Указания по лабам
АЛМАТИНИСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ Кафедра промышленной электроники ПреобразовательнаЯ техника МИКРОМИНИАТЮРИЗАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ ВТОРИЧНОГО
-
Синтез частотно-избирательного фильтра
Московский ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ Авиационный Институт имени СЕРГО ОРДЖОНИКИДЗЕ (технический университет) Кафедра 405 “Радиотехнические цепи и сигналы”
-
Разработка радиоприемного устройства импульсных сигналов
РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ Данное радиоприемное устройство диапазона СВЧ с ВИМ предназначено для организации радиорелейной связи и обеспечения приема многоканальных сигналов с временным уплотнением, с фазово (временно) импульсной модуляцией или приема цифровой информации. Данное РПУ входит в состав приемно-передающей промежуточной станции радиорелейной линии связи, т.е. является стационарным оборудованием.
-
Радиоприем, приемники и передатчики
РЕФЕРАТ На Тему: Чечельницкого Е. 11-В РАДИОПРИЕМ Конструкций радиоприемников существует несчетное множество. Радиоэлектроника развивается исключительно быстро, так что в добавок приемники быстро стареют, и каждый год в магазинах появляются новые изделия, которые лучше предыдущих.
-
Проектирование радиоприёмника
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ. Необходимо рассчитать радиоприёмник супергетеродинного типа на основании данных, приведённых в таблице 1. Таблица 1. принимаемого
-
Направленный ответвитель
ЗАДАНИЕ: Спроектировать двухшлейфный направленный ответвитель на основе несимметричной полосковой линии. Рабочая длинна волны = 3 см. Волновое сопротивление подводящих линий Z
-
Диоды
Полупроводники стали настоящей золотой жилой техники, когда из них научились делать структуры, похожие на слоистый пирог. Выращивая слой n-полупроводника на пластинке p-полупроводника, мы получим двухслойный полупроводник. Переходный слой между ними называется
-
Диод
- вакуумный или полупроводниковый прибор, пропускающий электрический ток только одного направления и имеющий два вывода для включения в электрическую цепь.
-
Диаграмма направленности антенны
Балтийский Государственный технический университет им. Д.Ф.Устинова (“Военмех”) Кафедра И4 Реферат ДИАГРАММА НАПРАВЛЕННОСТИ АНТЕННЫ
-
Аналоговые волоконно-оптические системы связи
1. Преимущества и недостатки аналоговой модуляции Ранее указывалось, что оптические системы связи можно сконструировать с очень низким затуханием (