Курсовая с практикой на тему Расчёт пассивных LC фильтров (Вариант 5)

Содержание:

Задание
на курсовой проект……………………………………………………………………… 2

Введение……………………………………………………………………………………………….. 5

1 Расчет полосового
фильтра 1…………………………………………………………………. 6

1.1 Исходные данные…………………………………………………………………………….. 6

1.2 Выбор метода
расчета ПФ………………………………………………………………… 6

1.3 Расчет ФНЧ…………………………………………………………………………………….. 7

1.4 Построение
характеристик ФНЧ………………………………………………………… 9

1.5 Расчет ФВЧ…………………………………………………………………………………… 11

1.6 Построение
характеристик ФВЧ………………………………………………………. 13

1.7 Построение ПФ……………………………………………………………………………… 14

1.8 Анализ результатов………………………………………………………………………… 16

2 Расчет полосового
фильтра 2……………………………………………………………….. 17

2.1 Исходные данные…………………………………………………………………………… 17

2.2 Расчет фильтра………………………………………………………………………………. 17

2.3 Построение
характеристик фильтра………………………………………………….. 20

2.4 Анализ результатов………………………………………………………………………… 21

3 Расчет режекторного
фильтра………………………………………………………………. 23

3.1 Исходные данные…………………………………………………………………………… 23

3.2 Расчет фильтра………………………………………………………………………………. 23

3.3 Построение
характеристик фильтра………………………………………………….. 27

3.4 Анализ результатов………………………………………………………………………… 28

Выводы……………………………………………………………………………………………….. 29

Список источников……………………………………………………………………………….. 30

Приложение А………………………………………………………………………………………. 31

Приложение Б………………………………………………………………………………………. 35

Приложение В………………………………………………………………………………………. 38

Приложение Г………………………………………………………………………………………. 42

Приложение Д………………………………………………………………………………………. 46

Введение:

Данный курсовой проект посвящен расчету – фильтров. В данной
работе используются методы табличного расчета фильтров (нижних частот, верхних
частот, полосовых и режекторных фильтров), которые позволяют разработать
реальные схемы по требованиям частотной характеристики рабочего затухания.

Целью
данного курсового проекта является овладение практическими методами расчета
пассивных – фильтров и анализ их рабочих характеристик, закрепление знаний
курса теории линейных электрических цепей, получение навыков самостоятельного
решения инженерных задач.

Курсовой
проект состоит в расчете – фильтров, отвечающих техническим требованиям,
сформулированным в индивидуальном задании, выборе их схем и проверке
правильности расчета и выбора. Проверка выполняется решением задачи анализа и
состоит в построении амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик
полученных фильтров методами теории цепей.

Для автоматизации вычислений и построения характеристик
используется программный комплекс Mathcad.

Заключение:

Данный курсовой проект был посвящен методу табличного расчета
фильтров (нижних частот, верхних частот, полосовых и режекторных фильтров),
которые позволяют разработать реальные схемы по требованиям частотной
характеристики рабочего затухания.

В
процессе расчета были выбраны схемы заданных фильтров и произведена проверка
правильности расчета и выбора. Проверка выполнялась решением задачи анализа и
построением амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик полученных
фильтров методами теории цепей.

Фрагмент текста работы:

1 Расчет полосового фильтра 1

1.1 Исходные данные Характеристика fC1 fC2 fS1 fS2 αmax αmin R1=R2 Гц Гц Гц Гц дБ дБ Ом Баттерворта 4900 10000 1600 30000 4,0 50 650 1.2 Выбор метода расчета ПФ

Важным свойством полосового фильтра является геометрическая
симметрия его АЧХ. Это означает, что если по горизонтали оси отложить логарифм
частоты, а по вертикали величину затухания и построить АЧХ фильтра, то она
окажется симметричной относительно некоторой центральной частоты, которая может
быть вычислена по формуле:

. (1.1)

ПФ бывают двух видов – узкополосные и
широкополосные. Широкополосными считают такие ПФ, у которых отношение верхней
частоты среза к нижней превышает 1,5 или, что то же, относительная
ширина полосы пропускания

; (1.2)

. (1.3)

Широкополосный ПФ можно рассматривать как два отдельных
фильтра, ФНЧ и ФВЧ, каждый со своими характеристиками. При этом ФНЧ и ФВЧ
соединяются каскадно.

Рассчитываем:

Гц

Гц .

Таким образом, искомый ПФ является широкополосным
и потому может быть представлен в виде двух отдельных фильтров (ФНЧ и ФВЧ). 1.3 Расчет ФНЧ

Фильтры с максимально плоской АЧХ используют в
качестве аппроксимирующей функции полиномы Баттерворта. Характер АЧХ в
полосе пропускания и полосе задерживания – монотонный. Такие фильтры получили
название фильтров Баттерворта. Количество членов многочлена Баттерворта
(порядок многочлена n) определяет степень приближения АЧХ к
идеальной, сложность схемы (количество индуктивностей и емкостей) фильтра.
Чем выше n (n также называется порядком ФНЧ), тем меньше ширина переходной
области, тем лучше фильтрующие свойства ФНЧ.

Любые две точки в монотонной части ФЧХ и ФНЧ Баттерворта с
координатами  и  такие, что  и , связаны с порядком фильтра n соотношением

. (1.4)

1. Определяем требуемый порядок ФНЧ Баттерворта:

.