Технические разделы

Расчет полосового фильтра 2-го порядка

Выберем схему фильтра, изображенную на рисунке 2. Коэффициент передачи такого фильтра равен:

UВХ=UC5+UR9+UВЫХ

{5}

Заменим оператор Лапласа (p) на (jw), получим комплексный коэффициент передачи

Проверим вычисление в MathCad 2000, результатами проверки будут графики АЧХ и ФЧХ, рисунки 4 и 5:

Рисунок 4 - АЧХ фильтра

Рисунок 5 - ФЧХ фильтра

Так как полосовые фильтры пропускают сигналы в некоторой полосе частот от fН до fВ, то найдём используя АЧХ, построенную в MathCad их значение на уровне 0.707 от Кmax. В данном случае fН = 10 Гц, fВ = 490Гц. Следовательно ширина полосы пропускания будет равна

ΔFП = fВ - fН = 490 - 10 = 480 (Гц)

Центральная частота ПФ

Добротность фильтра

Q = fСР /ΔFП = 70/480 = 0,14.

Так как Q < 1, то данный фильтр является широкополосным.

Проверим полученные результаты, для этого смоделируем схему данного фильтра на ПЭВМ в программе Electronic Work Bench 5.12. В результате получим графики АЧХ и ФЧХ, изображенные на рисунке 6. Следовательно, теоретические и практические результаты совпали, значит, расчеты были произведены, верно.

Рисунок 6 - АЧХ и ФЧХ фильтра

Определим входное сопротивление фильтра (Rн=5 к Ом):

{1}

где - напряжение на выходе без сопротивления нагрузки; - напряжение на выходе с нагрузкой Rн.

Марку резисторов возьмем МЛТ, мощности 0,125 Вт. Конденсаторы С6 и С7 выбираем керамические низковольтные марки КМ-3.

Для согласования и проверки расчётов промоделируем всю схему в программе Electronic Work Bench 5.12.

Рисунок 7 - моделирование всей схемы

Проверим условие согласование усилителя с фильтром.

Так как выходное сопротивление усилителя Ом, а входное сопротивление фильтра минимум 394кОм, отсюда следует, что согласование хорошее.

Измерим напряжение на выходе усилителя при амплитуде входного сигнала, равной 30мВ. Это напряжение будет равно UВЫХ = В. При подключении фильтра, напряжение на выходе уменьшилось до В. Такое падение напряжение означает хорошее согласование усилителя с фильтром.

Амплитудно-частотная и фазочастотная характеристики, полученные при моделирование в программе Electronic Work Bench 5.12, представлены на рисунке 8.

Перейти на страницу: 1 2

Еще статьи по технике и технологиям

Функциональный и качественный анализ работы линейных систем автоматического управления
Дано: Общая расчетная схема системы автоматического управления: Хвх Хвых - - Ди ...

Аналоговые АТС
В районе обслуживания АТСК за t лет произошло N=2210 отказов. В 73 случаях связь восстановили за 8.0 часов, в 84 - за 5.0 часов, в 182Х - за 3.0 часов, в 213 - за 2.0 часов, в 287 - за 1.0 часов, в 531 - за 0.8 часов, в 840 - за 0.5 ...

© 2019 | www.techexpose.ru