V. ПРИМЕР РАСЧЕТА ФИЛЬТРА ВЫСОКИХ ЧАСТОТ ЧЕБЫШЕВА

Рассчитанный фильтр должен удовлетворять следующим требованиям:

- затухание фильтра в полосе пропускания не должно превышать заданной неравномерности затухания Dа;

- в полосе задержания затухание должно быть не меньше гарантированного затухания а0.

Неравномерность затухания и гарантированное затухание определяют количество элементов, число звеньев схемы, причем данные величины должны быть обеспечены при любых обстоятельствах.

Требования к частотной зависимости затухания ФВЧ Чебышева:

1. Граница полосы пропускания фильтра: f0 = 83 кГц;

2. Граница полосы задержания фильтра: fк = 44,86 кГц;

3. Неравномерность характеристики затухания в полосе пропускания: Δа=0,17 дБ;

4. Гарантированное затухание в полосе задержки: а0=23 дБ;

5. Сопротивление генератора и нагрузки: Rг=Rн=350 Ом;

Требования к частотной зависимости затухания этого фильтра изображены на рисунке 5.1.

Рис. 5.1 Требования к характеристике затухания фильтра высоких частот

Расчёт ФВЧ производится на основе расчета ФНЧ-прототипа, для которого производится пересчет частот, при этом порядок расчета следующий:

1) пересчет требований, сформулированных к ФВЧ, в требования к ФНЧ-прототипу;

2) расчет ФНЧ-прототипа;

3) пересчет параметров элементов ФНЧ-прототипа в параметры ФВЧ;

4) выбирается схема фильтра и определяется число элементов в ней;

5) изображается схема фильтра с параметрами элементов по ГОСТ и производится контрольный расчет затухания фильтра.

Вычисляем нормированную частоту Ωk = = = 1,85

По формулам таблицы 5.1 определяем порядок фильтра НЧ – прототипа

n = = 3,01

где C = = = 17,69

Так как, в результате расчетов, минимальный порядок оказался равным 3,01, то полученное значение округляется до большего ближайшего целого числа, и учитывая, что расчет проведен для amin = 23дБ, т.е. для граничного значения затухания, увеличиваем округленное значение n на единицу с целью создания запаса по расчетному затуханию. Окончательно принимаем значение n =5.

Выберем схему ФНЧ-прототипа, которая определяется на основании принятого значения nч [1]. Схема ФНЧ-прототипа представлена на рисунке 5.2.

Рис. 5.2. Схема ФНЧ – прототипа для расчёта

Выпишем нормированные значения емкостей, индуктивностей, а также значения нулей и полюсов затухания фильтра из таблицы П. 1 [1]: L2=1,346Гн; L4=1,346 Гн; С1=1,302Ф, C3=2,129Ф, С5=1,302Ф.

Рассчитаем истинные значения индуктивностей и емкостей для схемы ФНЧ-прототипа по следующим формулам:

; (5.1)

Подставив нормированные значения ёмкостей и индуктивностей в (5.1) получим:

,

,

,

,

,

При переходе от схемы ФНЧ-прототипа к ФВЧ необходимо в схеме ФНЧ индуктивности Li преобразовать в емкости Сi’ , а емкости Сi в индуктивности Li по следующим формулам:

, (5.2)

.

 

Подставив численные значения в (5.2) получим:

 

Схема ФВЧ пятого порядка в общем случае имеет вид представленный на рисунке 5.3.

 

Рисунок 5.3 - Схема рассчитанного фильтра высоких частот

 

Для оценки основных параметров рассчитанного фильтра ВЧ можем воспользоваться таблицей 5.1. В таблице 5.1. действительные частоты получены делением частоты среза на нормированную частоту. Для определения фазы, табличные значения должны вычитаться из 360. Групповое время запаздывания (ГВЗ) вычисляется с помощью формулы:

(5.3)

Где tn – нормированное время запаздывания при нормированной частоте.

ГВЗ на частоте среза для фильтра ВЧ то же самое что и для фильтр НЧ на той же частоте среза.

Таблица 5.1 – Основные параметры ВЧ фильтра

f, кГц А, дБ φ0 t, мкс
0,1 448,6 - 338,8 0,13
0,2 224,3 - 317,9 0,513
0,3 149,5 - 297,3 1,156
0,4 112,1 - 276,2 2,135
0,5 89,72 - 253,9 3,570
0,6 74,77 - 230,0 5,487
0,7 64,08 - 204,9 7,776
0,8 56,07 - 178,6 10,767
0,9 49,84 - 149,1 16,530
1,0 44,86 0,177 110,0 28,452
1,1 40,78 2,8 62,2 33,284
1,2 37,38 8,0 26,9 23,850
1,3 34,51 13,3 6,0 16,877
1,4 32,04 17,9 -7,0 13,234
1,5 29,91 22,0 -16,5 11,165
1,6 28,03 25,7 - -
1,8 24,92 32,0 - -
2,0 22,43 37,4 - -
2,5 17,94 48,2 - -
3,0 14,95 56,7 - -
3,5 12,82 63,8 - -
4,0 11,21 69,8 - -
4,5 9,97 75,1 - -
5,0 8,97 79,7 - -

 

По найденным значениям построить частотную характеристику затухания А(Ω), фазовую характеристику φ(Ω) и характеристику ГВЗ ВЧ фильтра t(Ω).

 






Дата добавления: 2020-10-25; просмотров: 311; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2022 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.027 сек.