49139

Трехзвенный Г-образный фильтр верхних частот

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Переходная харатеристика Техническое задание Электрическая принципиальная схема Задание: Расчет АЧХ ФЧХ и переходной характеристики трехзвенного Гобразного фильтра. Расчет Рис.

Русский

2013-12-21

667 KB

4 чел.

Федеральное агентство по образованию

Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования

«Ижевский Государственный Технический Университет»

Кафедра «Радиотехника»

Курсовая работа

«Трехзвенный Г-образный фильтр верхних частот»

(Пример выполнения. Вариант №8)

Выполнил: студент гр.3-33-2

Токарев М.С.

Проверил: старший преподаватель

Кафедры «Радиотехника»

Петрушина И.Б.

Ижевск  2006


Содержание

1.

[1]
2. Расчет

[1.1] По второму закону Кирхгофа методом контурных токов рассчитываем ток в третьем контуре:

[1.2] 2.2. Передаточная функция по напряжению

[1.3] 2.3. Передаточная функция в операторной форме

[1.4] 2.4. АЧХ

[1.5] 2.5. ФЧХ

[1.6]
2.6. Переходная харатеристика

[2] 3. Контрольные точки для построения графиков

[3]
4. Графики

[4]
6. Литература

[5] 7. Программное обеспечение


1. Техническое задание

Рис.1 Электрическая принципиальная схема

Задание: Расчет АЧХ, ФЧХ и переходной характеристики трехзвенного Г-образного фильтра.

Варианты:

С

[мкФ]

R

[кОм]

Вариант

С

[мкФ]

R

[кОм]

1

0.5

2

6

0.01

4

2

0.1

5

7

0.02

10

3

0.05

2

8

0.5

3

4

0.25

1.2

9

0.25

4

5

0.02

2

10

0.3

2

Данные:  R1= R2= R3= 3кОм    (8 вариант)

C1=C2=C3=0.5 мкФ

Краткая теоретическая справка:

Трехзвенный Г-образный фильтр применяется в генераторе ВЧ в качестве обратной связи. Для баланса фаз четырехполюсник обратной связи должен обеспечивать дополнительный сдвиг фазы на 1800. Поэтому число Г-образных звеньев в цепи обратной связи должно быть не менее трех(каждое звено дает сдвиг по фазе меньше 900).


2. Расчет

Рис.2 Расчетная схема

R1=R2=R3=R                  C1=C2=C3=C

                                         

   2.1. Расчет тока в третьем контуре      

По второму закону Кирхгофа методом контурных токов рассчитываем ток в третьем контуре:

∆==(Z+R)*(2R+Z)*(2R+Z)+(-R)*(-R)*0+(-R)*(-R)*0-0*0*(2R+Z)-

-(-R)*(-R)*(Z+R)-(-R)*(-R)*(2R+Z)=(Z+R)*(Z+2R)*(Z+2R)-R2*(Z+R)-R2*(2R+Z)=Z3+4RZ2+3R2Z+Z2R+4R2Z+3R3-2R3-R2Z  =Z3+5RZ2+6R2Z+R3

I3==R2*Uвх

2.2. Передаточная функция по напряжению

2.3. Передаточная функция в операторной форме

=

2.4. АЧХ

2.5. ФЧХ


2.6. Переходная харатеристика

( Из таблиц Лапласса)=

=

         

 [рад/с]        

,   , 

=

;

- три действительных различных корня

- знак р совпадает со знаком q

 

     [рад/с]

,  

  ,

           

==  [рад/с]

a(t)=

с.

3. Контрольные точки для построения графиков

Амплитудно-частотная характеристика(Рис. 3):

Контрольные точки:

|K(0)|=0

|K(10)|=0.00165

|K(1000)|=0.252

|K(103.5)|= |K(3162)|=0.707               ωгр= 3162 [рад/с]

|K(104)|=0.947

|K(106)|=0.999

Фазово-частотная характеристика(Рис. 4):

Контрольные точки:

φ(0)=2700

φ(10)=2460

φ(102)=2290

φ(102.44)=1800                             ωинв=102.44=275[рад/с]

φ(103)=1070

φ(103.17)=900

φ(104)=220

φ(105)=2.20

φ(106)=0.280

φ(103.5)=450                        ωгр= 3162 [рад/с]

Переходная характеристика(Рис. 5):

a(t)=

Контрольные точки:

a(0+)=1 В

a(0.0002)=0.411 В

a(0.0004)=0.136 В

a(0.0006)=0 В

a(0.0013)= - 0.095 В

a(0.002)= - 0.074 В

a(0.0066)= 0 В


4. Графики

Рис.3 Амплитудно-частотная характеристика, расчетная



Рис.4 Фазо-частотная характеристика, расчетная


Рис.5 Переходная характеристика, расчетная

 

Рис.6 Амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристика, смоделированные в Electronic Work Bench


Рис.7 Переходная характеристика, смоделированная в Electronic Work Bench

 


5. Вывод

В результате проведённых исследований, данная схема является фильтром верхних частот, начиная с частоты: ωгр= 3162 рад/с

Частота инверсии: ωи=275 рад/с.

Постоянная времени цепи: τ= 0,0015 с.

Для данной схемы нами были рассчитаны и построены графики амплитудно-частотной характеристики, фазово-частотной характеристики и переходной характеристики.

Также было произведено моделирование нашей схемы в программном комплексе Multisim Electronic Work Bench.


6. Литература

  1.  Н.В.Зернов, В.Г.Карпов «Теория радиотехнических цепей . Теория радиотехнических цепей», Энергия. Ленинградское отделение, 1972 г.
  2.  С. И. Баскаков «Радиотехнические цепи и сигналы.»                                      М: Высшая школа, 2002 г.
  3.  В. П. Попов «Основы теории цепей» М: Высшая школа, 2000г.
  4.  А. И. Запасный «Основы теории цепей » М: РИОР, 2006г.
  5.  Бычков Ю.А., Золотницкий В.М., Чернышев Э.П. «Основы теории цепей. Учебник для вузов», СПб:Лань, 2002г.

7. Программное обеспечение

  1.  Multisim Electronic Work Bench. Используется для моделирования схем.
  2.  3D Grapher. Используется для построения графиков по заданным формулам.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

43029. Проектирование фильтра нижних частот на основе микрополосковой линии 220.5 KB
  Цель работы Целью работы является проектирование фильтра нижних частот на основе микрополосковой линии определение продольных и поперечных величин всех его элементов. Основной задачей будет нахождение наиболее оптимальной модели фильтра удовлетворяющего заданным характеристикам задача синтеза. На первом этапе проектирования рассчитываются число элементов фильтра n и все k = 1 2. Желательно выбрать диэлектрик с возможно более высоким значением εr а высота h подложки влияет на механическую прочность в процессе изготовления сборки...
43030. Разработка базу дискографии музыкальных коллективов 3.57 MB
  Приведение отношения к 3НФ подразумевает, чтобы отношение было нормализовано по 2НФ и в отношении не существовало бы транзитивных зависимостей. Другими словами третья нормальная форма повышает требования второй нормальной формы: оно не ограничивается составными первичными ключами, а требует, чтобы ни один не ключевой столбец не зависел от другого не ключевого столбца. Любой не ключевой атрибут должен зависеть только от первичного ключа.
43031. Усилитель мощности звуковой частоты 956.5 KB
  Усилители низкой частоты являются одним из важнейших структурных элементов звуковоспроизводящих радиотехнических устройств. Развитие усилительных устройств тесно связано с совершенствованием электронных приборов, сначала ламп, затем транзисторов и интегральных микросхем. Резкий скачок в усовершенствовании усилителей произошел после того, как нашла применение отрицательная обратная связь.
43034. Разработка программы вывода графического изображения с помощью языка PostScript 640 KB
  Для обеспечения печати файлов в ОС UNIX имеются специальные средства, позволяющие выводить файлы на печать последовательно, один за другим, организовывать печать на принтерах, подключенных к компьютеру по сети, регламентировать доступ пользователей к различным печатающим устройствам и контролировать объем печати разными пользователями. В ядро ОС включены только драйверы локального принтера, которые передают ему печатаемые данные и следят за его состоянием.
43037. Разработка технологического процесса обработки детали с заданной годовой программой выпуска 106 KB
  10 Расчет технологических размерных цепей эскиз детали 1.11 Расчет припусков на механическую обработку расчетноаналитическим методом на один самый точный размер 1.12 Расчет припусков на механическую обработку по нормативным данным остальные размеры 1.13 Расчет КИМ 1.