Расчет пассивных LC-фильтров и анализа их рабочих характеристик

 

Изобразим схему и выберем параметры из таблицы:

 

Изобразим схему для ФНЧ:

...

 

 

 

 

 

 

Параметры схемы ФНЧ при n = 6, и

= 0,8989 (Ф)

= 1,478 (Гн)

= 1,721 (Ф)

= 1,721 (Гн)

= 1,478 (Ф)

= 0,8989 (Гн)

 

 

 

 

Изобразим схему для ФВЧ:

 

 

 

 

 

 

Параметры схемы ФВЧ при n = 9, и :

= 0,3473 (Гн)

= 1,000 (Ф)

= 1,532 (Гн)

= 1,879 (Ф)

= 2,000 (Гн)

= 1,879 (Ф)

= 1,532 (Гн)

= 1,000 (Ф)

= 0,3473 (Гн)

 

Для ФВЧ  нужно заменить индуктивности на емкости и наоборот:

 

 

 

Получим схему для ФВЧ:

 

 

 

 

 

 

 

5. Коэффициент перехода от нормированных  параметров к реальным параметрам

 

 

Определим коэффициенты перехода от нормированных  параметров к реальным:

 

Произведем  расчет коэффициента для ФНЧ:

 

 

 

 

 

Произведем  расчет коэффициента для ФВЧ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Реальные параметры схемы

 

 

Определим реальные параметры схемы. Выполним масштабирование по частоте и импедансу параметров нормированной схемы.

 

Определим реальные параметры схемы для  ФНЧ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определим реальные параметры схемы для  ФВЧ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Величина z_прив для ФВЧ и ФНЧ

 

 

Для определения  a и b (a = F₁(f) – АЧХ; b = F₂(f) – ФЧХ) следует найти приведенные сопротивления. Величины z_прив может быть определена непосредственно по схеме фильтра методом контурных токов.

 

Изобразим схему для ФНЧ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Произведем  расчет по схеме для ФНЧ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изобразим схему для ФВЧ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Произведем  расчет по схеме для ФВЧ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Контрольные точки

 

 

Для ФНЧ  рассчитаем контрольную точку z_прив при f = 1100 Гц:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для ФВЧ  рассчитаем контрольную точку z_прив при f = 5600 Гц:

 

 

 

1231,5

 

                       

 

                       

 

 

 

 

 

 

 

По полученным значениям a и b построим графики (значение a и b (f))

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Полосовой фильтр

 

 

Полосовой фильтр может быть получен путем  цепочечного соединения ФНЧ и  ФВЧ. Схема фильтров низкой частоты, соответствующие заданным характеристикам, были рассчитаны выше.

Таким образом схема полосового фильтра будет выглядеть следующим образом:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

 

В ходе курсовой работы овладели практическими методами расчета пассивных LC-фильтров и анализ их характеристик, закрепили знания курса «Теории линейных электрических цепей», получили навыков самостоятельного решения инженерных задач.

В курсовой работе произвели расчет пассивных LC-фильтров, отвечающих техническим требованиям, сформулированным в индивидуальном задании, выборе их схем и проверке правильности расчета выбора. Проверка выполняется решением задачи анализа и в построении амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик полученных фильтров методами теории цепей.

В результате работы была разработана схема полосового фильтра, соответствующего заданным требованиям, исследовано влияние добротности  и разброса параметров фильтра. В  результате исследования выяснилось, что при повышении значений добротности  АЧХ сглаживается, соответствующее  изменение наглядно демонстрируется  на АЧХ, приведенных в отчете.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

 

1) Ханзел Г. Справочник по расчету фильтров, пер. с англ.; Под ред. А.Е. Знаменского. М.: Советское радио, 1974. – 288 с.

2) Зааль Р. Справочник по расчету фильтров, пер. с нем.; под ред. Н.Н. Слепова. – М.: Радио и связь, 1983. – 751 с.

3) Белецкий А.Ф. Основы теории линейных электрических цепей. - М.: Связь, 1967. – 206 с.

4) Босый Н.Д. Электрические фильтры. – УССР: ГИТЛ, 1957. – 516 с.

5) Васильев В.Я. Графоаналитический метод анализа характеристических параметров электрических фильтров с применением машинной графики / Автореф. дис. канд. техн. наук. – Л.: ЛВИМУ, 1986. – 128 с.