Автор работы: Пользователь скрыл имя, 28 Апреля 2013 в 23:43, курсовая работа
Понятие фильтра было введено в 1915г. Независимо друг от друга Дж. Кэмпбелом и К. Вагнером в связи с их исследованиями в области линий передачи и колебательных систем. Первые простейшие фильтры, служащие для разделения телеграфных и телефонных сигналов, передавшихся по одному проводу, и состоявшие из одной катушки индуктивности и одного конденсатора, были применены военным связистом капитаном Игнатьевым ещё в XIX веке. Другим простейшим типом фильтров, появившимся практически с момента зарождения радиотехники, был колебательный контур, также состоящий из катушки индуктивности и конденсатора. С тех пор теория и технология фильтров непрерывно развивались и продолжают совершенствоваться по настоящий день.
Введение….………………………………………………………..…………4
1. Обзор ПО для проектирования динамических систем.......................….5
1.1 WInSet.................................................................................……..….….5
1.2 NI Multisim...................…………………..……....................................8
1.3 Dymola - Dynamic Modeling Laboratory...........................................10
1.4 Modelica..................................................................................................11
1.5 VisSim . ..................................................................................................12
1.6 Пакет Simulink.. ....................................................................................14
2. Метод проектирования устройств фильтрации по рабочим параметрам 19
2.1 Общие сведения…………………………………………….…….….19
2.2 Методика расчета фильтров на операционных усилителях………20
2.3 Вывод общего вида нормированного и денормированного коэффициентов операторной передаточной функции для фильтра….23
3. Виды аппроксимации частотных характеристик…………………..….25
3.1 Общие сведения.......................................................……..……..……25
3.2 Аппроксимация с помощью полиномов Баттерворта ....…….…26
3.3 Аппроксимация Чебышева инверсная..........................………….…29
4 Вывод передаточных функций звеньев по структуре Салена-Кея........31
5 Моделирование разрабатываемого фильтра на функциональном уровне в MathCAD в частотной и временной областях……………………...…..33
5.1 Характеристики в нормированном виде………………….…........33
5.2 Характеристики в денормированном виде……………….…….....36
6 Разработка принципиальной схемы фильтра и расчёт элементов….…40
7 Моделирование фильтра на схемотехническом уровне в системе Electronic Workbench в частотной и временной областях (измерение
АЧХ, ФЧХ, ИХ, ПХ.......................................................................................42
8 Измерение АЧХ фильтра в системе Electronic Workbench с помощью ЛЧМ сигнала…………………………………………………………..…....46
Заключение…………….…………………………………………..….…...48
Список литературы….…………………………………………..……...…49
Приложение А Схема электрическая принципиальная фильтра..………50
Приложение Б Текст программы в MathCAD……….…………………..52
7 МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЛЬТРА НА СХЕМАТЕХНИЧЕСКОМ УРОВНЕ В СИСТЕМЕ ELECTRONIC WORKBENCH В ЧАСТОТНОЙ И ВРЕМЕННОЙ ОБЛАСТЯХ (ИЗМЕРЕНИЕ АЧХ, ФЧХ, ЧРЗ, ИХ, ПХ)
Программа «Electronic Workbench» предназначена для синтеза и анализа дискретных и аналоговых схем на основе стандартных компонентов, входящих в базовый набор программы, используются также при применении созданных пользователем блоков.
Соберем в Electronics Workbench принципиальную схему, определенную приложением А. Зададим в схеме рассчитанные в разделе 6 номиналы элементов.
К схеме подключим функциональный
генератор, осциллограф и измеритель
частотных характеристик. Принципиальная
схема, позволяющая осуществить
измерение перечисленных
Рисунок 7.1 – Схема электрическая принципиальная ФВЧ
С помощью измерителя частотных характеристик измерим АЧХ (рисунок 7.2) и ФЧХ (рисунок 7.3).
Рисунок 7.2 - АЧХ ФВЧ
Рисунок 7.3 - ФЧХ ФВЧ
Для измерения импульсной
характеристики ввиду невозможности
физического моделирования
Рисунок 7.4 - Импульсная характеристика ФВЧ
Для измерения переходной характеристики зададим скважность входной последовательности видеоимпульсов, равную 60 % (рисунок 7.5).
Рисунок 7.5 Переходная характеристика ФВЧ
Измеренные характеристики схожи с характеристиками, построенными в разделе 5. Следовательно, можно сделать вывод о корректном проектировании устройства фильтрации на функциональном и схемотехническом уровнях.