408

Схема модификации резонаторного фильтра для использования в полосовых структурно-перекрытых реализациях фильтров

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Коэффициенты передачи в выходные узлы можно вычислить методом графов, так как данная схема довольно проста. Формула Мейсона представляет собой отношение произведения коэффициентов передачи ветвей. Для вычисления γ12 выделим в отдельную схему элементы и связи между ними.

Русский

2013-01-06

178.5 KB

11 чел.

Задание на курсовой проект

  1.  Определить назначение схемы.
  2.  Выполнить расчет схемы (найти передаточную функцию, дискриминационную характеристику, коэффициент передачи, частоту генерации и т. д. – в зависимости от схемы).
  3.  Показать полученные формулы руководителю КП. Получить от него исходные параметры для расчета элементов схемы.
  4.  Выполнить расчет номиналов элементов, сделать выбор типов элементов (с обоснованием) и выполнить моделирование схемы (получить АЧХ, ФЧХ, переходную характеристику или дискриминационную характеристику и т.д. – в зависимости от схемы).
  5.  Оформить и сдать курсовой проект.

  1.  Определение назначения схемы

  Схема модификации резонаторного фильтра для использования в полосовых структурно-перекрытых реализациях фильтров

  1.  Вычисление коэффициента передачи схемы:

В данной схеме узел «1» - входной (в данной схеме имеется 2 входа) , узлы «1», «2»,  «3» - выходные, причем Uвых1, Uвых2  - инвертирующий и неинвертирующий выходы с одинаковым по модулю коэффициентом передачи. Коэффициенты передачи в выходные узлы можно вычислить методом графов, так как данная схема довольно проста. Для этого построим граф схемы:

Данная топология является довольно простой, так как имеет всего 4 ветви. Формула Мейсона представляет собой отношение произведения коэффициентов передачи ветвей, составляющих прямой путь от входа к выходу к разности единицы и произведения коэффициентов передачи ветвей, составляющих замкнутый контур.

Коэффициент передачи из первого узла во второй:

Коэффициент передачи из первого узла в третий:

Коэффициент передачи из первого узла в четвертый:

  1.  Вычисление γ12. Для вычисления γ12 выделим в отдельную схему элементы и связи между ними, которые участвуют в передаче сигнала от первого узла ко второму.

В данной схеме входным узлом является узел «1», а выходным – узел «3». Полученная схема довольно распространена и её коэффициент передачи довольно легко вычисляется, если применить метод графов. Граф данной схемы имеет следующий вид:

Для вычисления коэффициента передачи из первого узла во второй в полученной схеме, представим часть схемы, участвующую в передаче сигнала из первого узла во второй в виде эквивалентного четырехполюсника:

Отсюда, применяя эквивалентные преобразования и законы Кирхгофа, получим коэффициент передачи сигнала из 1-го узла во 2-ой:

 

Коэффициент передачи из второго узла в третий есть коэффициент усиления операционного усилителя А1 по инвертирующему входу:

Для вычисления коэффициента передачи из третьего узла во второй в полученной схеме, представим часть схемы, участвующую в передаче сигнала из третьего узла в второй в виде эквивалентного четырехполюсника:

Отсюда, применяя эквивалентные преобразования и законы Кирхгофа, получим коэффициент передачи сигнала из 3-го узла во 2-ой:

Теперь находим коэффициент передачи из первого узла во второй общей схемы:

b) Вычисление γ23. Для вычисления γ23 выделим в отдельную схему элементы и связи между ними, которые участвуют в передаче сигнала от второго узла к третьему.

В данной схеме входным узлом является узел «1», а выходным – узел «3». Полученная схема довольно распространена и её коэффициент передачи довольно легко вычисляется, если применить метод графов. Граф данной схемы имеет следующий вид:

Для вычисления коэффициента передачи из первого узла во второй в полученной схеме, представим часть схемы, участвующую в передаче сигнала из первого узла во второй в виде эквивалентного четырехполюсника:

Отсюда, применяя эквивалентные преобразования и законы Кирхгофа, получим коэффициент передачи сигнала из 1-го узла во 2-ой:

Коэффициент передачи из второго узла в третий есть коэффициент усиления операционного усилителя А1 по инвертирующему входу:

Для вычисления коэффициента передачи из третьего узла во второй в полученной схеме, представим часть схемы, участвующую в передаче сигнала из третьего узла в второй в виде эквивалентного четырехполюсника:

Отсюда, применяя эквивалентные преобразования и законы Кирхгофа, получим коэффициент передачи сигнала из 3-го узла во 2-ой:

Теперь находим коэффициент передачи из второго  узла во третий общей схемы:

с) Вычисление γ34. Для вычисления γ34 выделим в отдельную схему элементы и связи между ними, которые участвуют в передаче сигнала от третьего узла к четвертому.

В данной схеме входным узлом является узел «1», а выходным – узел «3». Полученная схема довольно распространена и её коэффициент передачи довольно легко вычисляется, если применить метод графов. Граф данной схемы имеет следующий вид:

Для вычисления коэффициента передачи из первого узла во второй в полученной схеме, представим часть схемы, участвующую в передаче сигнала из первого узла во второй в виде эквивалентного четырехполюсника:

Отсюда, применяя эквивалентные преобразования и законы Кирхгофа, получим коэффициент передачи сигнала из 1-го узла во 2-ой:

 

Коэффициент передачи из второго узла в третий есть коэффициент усиления операционного усилителя А3 по инвертирующему входу:

Для вычисления коэффициента передачи из третьего узла во второй в полученной схеме, представим часть схемы, участвующую в передаче сигнала из третьего узла в второй в виде эквивалентного четырехполюсника:

Отсюда, применяя эквивалентные преобразования и законы Кирхгофа, получим коэффициент передачи сигнала из 3-го узла во 2-ой:

Теперь находим коэффициент передачи из третьего узла в четвертый общей схемы:

  1.  Вычисление γ42. Для вычисления γ42 выделим в отдельную схему элементы и связи между ними, которые участвуют в передаче сигнала от четвертого узла ко второму.

В данной схеме входным узлом является узел «1», а выходным – узел «3». Полученная схема довольно распространена и её коэффициент передачи довольно легко вычисляется, если применить метод графов. Граф данной схемы имеет следующий вид:

Для вычисления коэффициента передачи из первого узла во второй в полученной схеме, представим часть схемы, участвующую в передаче сигнала из первого узла во второй в виде эквивалентного четырехполюсника:

Отсюда, применяя эквивалентные преобразования и законы Кирхгофа, получим коэффициент передачи сигнала из 1-го узла во 2-ой:

 

Коэффициент передачи из второго узла в третий есть коэффициент усиления операционного усилителя А2 по инвертирующему входу:

Для вычисления коэффициента передачи из третьего узла во второй в полученной схеме, представим часть схемы, участвующую в передаче сигнала из третьего узла в второй в виде эквивалентного четырехполюсника:

Отсюда, применяя эквивалентные преобразования и законы Кирхгофа, получим коэффициент передачи сигнала из 3-го узла во 2-ой:

Теперь находим коэффициент передачи из четвертого узла во второй общей схемы:

Подставим найденные коэффициенты передачи ветвей графа общей схемы в полученную ранее формулу Мейсона.

Коэффициент передачи схемы из первого узла во второй:

Коэффициент передачи схемы из первого узла в третий:

Коэффициент передачи схемы из первого узла в четвертый:

  1.   Моделирование схемы

Выразим небоходимые данные из знаменателя передаточной функции:

Начальные условия:

Для моделирования схемы фильтра  нам даны следующие условия:

Принимаем R =R4= 10 кОм, тогда R1=10кОм.

Выбираем операционный усилитель OP_27, так как он обладает большим входным и небольшим выходным сопротивлением.

Принципиальная схема модификации резонаторного фильтра , собранная в среде моделирования электронных схем MicroCap 8:

Амплитудно-частотные и фазо-частотные характеристики фильтра строятся в программной среде MicroCap 8 в режиме AC Analysis (при третьем уровне приближения модели операционного усилителя к реальной реализации).

В результате моделирования мы получили следующие характеристики:

а) для первого выхода:

б)для второго выхода:

в)для третьего выхода:

Вывод: в результате выполнения данного курсового проекта познакомился с модификацией резонаторного полосового фильтра для использования в полосовых структурно-перекрытых реализаций полосовых фильтров. Также в ходе выполнения курсового проекта получил навыки расчета сложных электронных схем методом графов. Также был произведен выбор номиналов элементов по заданным условиям. Закрепил навыки сбора схем в программной среде MicroCap 8. При моделировании схемы я убедился, что она настроена на центральную частоту 12.5 кГц. Также по АЧХ и ФЧХ видно, что первый и второй выходы имеют одинаковые по модулю коэффициенты усиления, но находятся в противофазе, так один из них инвертирующий, а другой – неивертирующий.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

41082. Сутність та етапи розвитку інформаційних технологій 378 KB
  Принципова відмінність інформаційної технології від виробничої яка являє собою сукупність способів оброблення виготовлення зміни стану властивостей форм сировини матеріалу або напівфабрикату полягає в тому що вона крім рутинних операцій містить елементи творчого характеру тобто людського фактора який не підлягає регламентації та формалізації. Інформаційні технології виникли разом із виробництвом кілька мільйонів років тому і у своєму розвитку пройшли ряд етапів. мали місце ручні інформаційні технології. На зміну механічній...
41083. Три покоління розвитку інформаційних систем 2.19 MB
  Для головних компонентів інформаційних систем даних і обчислень важливе значення має така ознака як їх надмірність. Протягом розвитку інформаційних систем організаційного типу структура і надмірність даних та процедури обчислень значно змінювалися що було критеріями для виділення поколінь цих систем. В інформаційних системах першого покоління які в зарубіжній літературі відомі під назвою Dt Processing System DPS системи оброблення даних синоніми електронне оброблення даних системи електронного оброблення даних а у...
41084. Перспективні засоби і напрями розвитку інформаційних систем 97.5 KB
  Перспективні засоби і напрямирозвитку інформаційних систем Загальна характеристикаінформаційних систем Сучасний етап розвитку економіки і бізнесу характеризується широким застосуванням для оброблення інформації та компютерної підтримки рішень новітніх засобів інформаційних технологій основним вираженням яких є інформаційні системи різного призначення й різної проблемної орієнтації. Для проблематики економіки й бізнесу використовуються здебільшого інформаційні системи організаційного типу. Інформаційні системи організаційного типу ІСОТ...
41085. Віртуальний офіс і віртуальна організація 33.5 KB
  Віртуальний офіс Забезпечувана в останні роки технічними і програмними засобами можливість автоматизації офісу щодо електронного звязку між людьми зробила доступною новий напрям забезпечення функціонування офісу що навіть усунуло потребу роботи яка виконується в офісі [100]. Цей термін означає що робота офісу може бути виконана фактично незалежно від географічного розміщення службовців оскільки робоча територіальна мережа зєднує кілька фіксованих розміщень фірми деяким типом електронної системи звязку. Очевидність віртуального офісу...
41086. Сучасне розуміння поняття «інформація» 62 KB
  Сучасне розуміння поняття інформація Інформація і дані У контексті автоматизованого оброблення інформації та інформаційних систем термін інформація має виключно важливе значення і від правильної його інтерпретації значною мірою залежить ефективність людиномашинних систем. Згідно з Державним стандартом України ДСТУ 293894 Системи оброблення інформації. Через те що вартість інформації включаючи витрати на збирання зберігання пошук і оброблення значна величезну перевагу має її колективне використання. Отже однією з головних цілей...
41087. Озеленення міст. Влаштування озеленення на штучних поверхнях 275.5 KB
  Природоохоронні та історіко культурні ландшафти Внаслідок його експлуатації сформувалися гірничо промислові ландшафти. Тому шкільна географічна освіта в Україні потребує узагальнюючих праць про сучасні антропогенні ландшафти на території нашої країни. У працях що розглядають антропогенні ландшафти України територія Полтавщини характеризувалася побіжно у складі геосистем вищого рангу.
41088. Рішення в організаційному управлінні. Сутність створення рішення 136.5 KB
  Рішення в організаційному управлінніСутність створення рішення Компютерна інформаційна система СППР використовується для підтримки різних видів діяльності в процесі прийняття рішень: вибору загальної стратегії дій визначення спеціальних завдань делегування відповідальності оцінювання результатів ініціювання змін. Проблеми прийняття рішень і особи які їх приймають останнім часом заслуговують на все більшу увагу. Це зумовлено зростаючим динамізмом навколишнього середовища збільшенням взаємозалежності багатьох рішень стрімким темпом...
41089. Процеси створення рішень 70.5 KB
  Процеси створення рішень Загальна модель процесу прийняття рішення Як індивіди і групи осіб розробляють і приймають рішення Які кроки можна вважати безперечно ефективними Модель послідовного процесу прийняття рішення може допомогти аналізувати те як рішення розробляються і як це слід робити. Саймон 1960 року виділив такі три стадії в послідовному процесі прийняття рішень: інтелектуальна intelligence виявлення обставин можливостей для розроблення рішення збирання та упорядкування інформації і знань передбачення можливих варіантів...
41090. Структура і загальна характеристика СППР 2.07 MB
  Структура і загальна характеристика Еволюція концепції і структури СППР Концепція систем підтримки прийняття рішень виникла в кінці 60х років ХХ століття разом з ідеєю розподіленого компютерного обчислення. Терміна СППР DSS не було до 1971 року. Як уже зазначалося не існує загальноприйнятого визначення СППР.