Смекни!
smekni.com

Синтез частотно-избирательного фильтра (стр. 3 из 7)

Нули

Полюсы

,
, где
,
,
,
.
,
, где
,
,
,
,
,
,
,
,
,

Полученные значения запишем как Таблица 3 и отобразим на диаграмме нулей и полюсов.

Таблица 3

Полюсы и нули.

полюсы 0,077029470702035 0,93850000456136
0,086870529297965 1,05840000456136
0,022824923789752 0,83718784570175
0,032541742876915 1,19358784570175
нули 0 0
0 0

Теперь с помощью формулы 2.1, где

,
, а
, по полученным полюсам и нулям построим АЧХ ППФ, причем АЧХ равно
.

Реализация аналогового фильтра.

Лестничная

- структура.

Теория.

- фильтр с лестничной структурой представляет собой пассивную линейную цепь, построенную путем соединения индуктивностей и емкостей. Такая схема имеет многочисленные внутренние связи. Метод расчета лестничных структур предполагает переход к операторной схеме замещения цепи. Запись ее передаточной функции и сравнение выраженных через элементы схемы коэффициентов полиномов в числителе и знаменателе передаточной функции с коэффициентами полиномов передаточной функции, полученной на этапе аппроксимации. Решение сформированной системы уравнений позволяет определить значения элементов схемы. Такие расчеты выполнены на ЭВМ, а их результаты занесены в справочник.

При реализации

- структуры следует совершить следующие шаги:

1. Выписать из таблицы справочника нормированные значения элементов схемы ФНЧ-прототипа;

2. Вычислить, используя выписанные значения, величины элементов ППФ;

3. Денормировать значения элементов;

4. Составить принципиальную схему фильтра.

В схемах могут использоваться идеальные и реальные источники тока или напряжения, применяемые для ввода входного сигнала. Все элементы нормированы относительно сопротивления нагрузки и граничной частоты полосы пропускания. Порядок фильтра определяется числом последовательных ветвей (звеньев), которые для удобства пронумерованы.

При проектировании ФВЧ, ППФ, ПЗФ необходимо пересчитать значения элементов схемы ФНЧ-прототипа в значения элементов синтезируемого фильтра и нарисовать его схему. С этой целью нужно обратится к таблице 3.1.[6]

Чтобы получить реальные величины индуктивностей и емкостей, следует провести операцию денормирования значений элементов. Отношение сопротивления нагрузки к реальному сопротивлению индуктивности или емкости сохраняется в нормированном и денормированном виде, а именно:

,
.

Отсюда находим формулы для денормирования емкостей и индуктивностей:

,
,

где

- сопротивление нагрузки (приводится в задании),
.

В результате расчета элементов может оказаться, что номиналы индуктивностей и емкостей одиночных параллельных контуров на несколько порядков отличаются от значений соответствующих элементов, стоящих в других звеньях. Это неудобно, поскольку повышает чувствительность характеристик фильтра к изменениям величин элементов. Чтобы избежать ухудшения характеристик, следует использовать автотрансформаторное включение контура, где

,
,
- коэффициент трансформации.

Расчет.

Итак, используя вышесказанное, получим лестничную

- структуру:

,

,

Схема 2 . Принципиальная схема синтезируемого ППФ.

Пересчитаем значения элементов (

):

Номер, i

1

4.401818

0.227179

2

0.236559

4.227272

3

4.390909

0.227743

4

0.438596

2.280000

и
,
и
,
и
,
и
отличаются на порядок. Чтобы устранить такие резкие различия, Положим коэффициент трансформации
. В этом случае (смотри таблицу 3.2[7]) получим новые значения:

Номер, i

1

0.489090

2.044611

2

0.236559

4.227272

3

0.487878

2.049687

4

0.438596

2.280000

Проведем денормирование элементов, полученной электрической цепи: