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

Цифровой диктофон
В настоящее время огромное значение придается различной информации, в том числе и голосовой. Возникает проблема перехвата этой информации. Для этого чаще всего применяют звукозаписывающие устройства, такие как диктофоны. Принцип постро ...

Вибраторные излучатели фазированных антенных решеток
Неотъемлемыми составными частями современных радиотехнических средств являются антенные системы и обслуживающие их тракты СВЧ. Назначение передающей антенны состоит в преобразовании направляемых электромагнитных волн, распространяющихс ...

© 2020 | www.techexpose.ru