Разработка схемы и технологии настройки фильтра верхних частот второго порядка
Выбор схемы и расчет ее элементов, расчет и построение графика идеальной амплитудно-частотной характеристики. Расчет и анализ матрицы чувствительности, выбор настроечных элементов, корректировка схемы и спецификации, составление инструкции по настройке.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 24.01.2014 |
| Размер файла | 106,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. Выбор схемы, расчет ее элементов, подбор стандартных номиналов
В качестве схемы второго порядка выберем следующую схему на операционном усилителе:
Рис. 1. Схема фильтра высоких частот второго порядка
Выберем малошумящий операционный усилитель OPA-27, а класс точности конденсаторов возьмем равным 5%. Класс точности резисторов определим по результатам статистического моделирования.
Зададим значения конденсаторов C1, C2, C3 равными соответственно 0.01 мкФ, 0.015 мкФ и 0.1 мкФ. R3 возьмем равным 1 кОм. Номиналы остальных резисторов получим по результатам расчета фильтра.
Расчет элементов схемы, построение идеальной и реальной частотных характеристик.
Полный расчет схемы произведен в математическом пакете MathCAD, расчеты приведены в приложении.
Величины элементов рассчитываются по формулам:
где
При расчете получим значения: R1=555 Ом, R2=2028 Ом, R4=316 Ом.
Статистическое моделирование показывает, что необходимо выбрать значения из ряда E96, т. к. уже при значениях из ряда E48 количество изделий, требующих настройки превышает 10%.
2. Расчет и построение графиков идеальной и реальной ЧХ
Для идеальной: R1=555 Ом, R2=2028 Ом, R3=1000 Ом, R4=316 Ом
Для реальной: R11=555 Ом (5%), R22=2028 Ом (1%), R33=1000 Ом (1%), R44=316 Ом (1%)
Вычисление практических значений:
Идеальная ЧХ Реальная ЧХ
Линейные характеристики:
Логарифмические характеристики:
Рис. 1.1. Идеальная и реальная частотные характеристики
На Рис. 1.1. видно несоответствие полученной и заданной характеристик. Наша задача заключается в том, чтобы разработать методику настройки для получения заданной характеристики, а также собрать и настроить схему с помощью программы Electronic Workbench, Multisim.
3. Расчет и анализ матрицы чувствительности, выбор настроечных элементов определение методики настройки
Для точной настройки схемы необходимо выбрать настроечные элементы. Их правильный выбор осуществляется при помощи построения матрицы чувствительности.
Настроечные элементы выбираются для каждого параметра схемы (fp, qp, k) в отдельности по максимальному значению соответствующей строки матрицы.
Настройка qp с помощью R2, k с помощьюR3.
Настройка qp с помощью R3, k с помощьюС.
4. Статическое моделирование влияния разброса величин элементов схемы на параметры ее частотной характеристики
Количество рассчитываемых ситуаций:
Переменная принимает значения от 0 до N-1 для расчета N ситуации
Построение гистограмм.
Минимальное значение
Максималное значение
Среднее значение
Количество столбцов гистограммы
Вспомогательные переменные
Среднее квадратичное отклонение
Сравним с нормальным законом распределения
Минимальное значение
Максималное значение
Среднее значение
Шаг гистограммы
Вспомогательные переменные
Среднее квадратичное отклонение
Определение доверительной вероятности для
чувствительность фильтр частота схема
Определение доверительной вероятности для
Размещено на http://www.allbest.ru/
Процент выхода годных
Размещено на http://www.allbest.ru/
5. Проверка результатов путем моделирования работы схемы в Multisim
Список литературы
1. Кавокин, В.П. Конспект лекций.
2. Кавокин, В.П. Применение интегральных микросхем операционных усилителей в схемах активных RC-фильтров и стабилизированных RC-генераторов. СПбГМТУ 1997.
3. Карлащук, В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. Программа Electronics Workbench и ее применение. Москва: «СОЛОН-Р», 1999.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Этапы процесса синтеза электрической схемы. Требования к частотной характеристике фильтра. Аппроксимация заданной амплитудно-частотной характеристики. Порядок расчета и соображения по методике настройки активных фильтров. Расчет величин элементов схемы.
курсовая работа [490,3 K], добавлен 27.01.2010Основные типы фильтров, их достоинства и недостатки. Синтез фильтра верхних частот (ФВЧ) с аппроксимацией амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) полиномом Баттерворта. Выбор схемы для каскадов общего фильтра. Методика его настройки и регулирования.
курсовая работа [753,3 K], добавлен 29.08.2010Значения элементов матриц симметричных фильтров. Синтезация принципиальной схемы фильтра верхних частот 5го порядка. Получение матрицы. Динамические перегрузки фильтров. Коэффициент динамической перегрузки. Построение структурной схемы на основе матрицы.
курсовая работа [872,2 K], добавлен 04.12.2008Разработка фильтра высоких частот с характеристикой Чебышева при неравномерности АЧХ 3 дБ второго порядка. Расчет принципиальной схемы, выбор компонентов. Выбор резисторов и конденсаторов из диапазона стандартных значений. Переходная характеристика схемы.
контрольная работа [251,1 K], добавлен 10.12.2015Аппроксимация частотной характеристики рабочего ослабления фильтра, по Баттерворту и Чебышеву. Реализация схемы ФНЧ-прототипа методом Дарлингтона, денормирование и расчет элементов схемы. Расчет и анализ частотных характеристик заданного фильтра.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 28.02.2015Особенности разработки фильтра высокой частоты второго порядка с аппроксимацией полиномом Чебышева. Расчет основных компонентов схемы активного фильтра, их выбор и обоснование целесообразности. Общая характеристика методики настройки и регулировки.
курсовая работа [376,2 K], добавлен 02.12.2010Разработка активного фильтра верхних частот с использованием трех операционных усилителей. Построение функциональной и принципиальной схемы, расчет частотно-задающих элементов. Получение спектральных плотностей шумов на выходе обоих построенных схем.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 17.01.2012Основные параметры и характеристики рассматриваемых устройств. Обоснование принципиальной электрической схемы. Выбор номинальных значений, наиболее близких к вычисленным значениям. Расчет операционного усилителя. Перечень элементов схемы устройства.
курсовая работа [940,3 K], добавлен 08.12.2015Разработка и обоснование общего алгоритма функционирования устройства. Выбор однокристального микропроцессора повышенной производительности. Написание управляющей программы на языке микропроцессора. Расчет амплитудно-частотной характеристики фильтра.
курсовая работа [113,8 K], добавлен 04.12.2010Разработка структурной и электрической принципиальной схем фильтра верхних частот. Выбор элементной базы. Электрические расчеты и выбор электрорадиоэлементов схемы. Уточнение частотных искажений фильтра, моделирование в пакете прикладных программ.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 13.10.2017
