Исходные данные для проектирования полосно-пропускающих фильтров с заданной нормированной шириной переходной области АЧХ на основе звеньев Рауха

k – коэффициент усиления на центральной частоте АЧХ фильтра; f ₀ – центральная частота АЧХ фильтра; α ₁ – максимально допустимое затухание АЧХ в полосе пропускания; α ₂ – минимально допустимое затухание АЧХ в полосе в полосе задерживания; Δ f – ширина полосы пропускания; T _{ω U} – максимально допустимая ширина верхней переходной области АЧХ (из табл. 6).

Таблица 6

Оценить требования по температурной стабильности пассивных элементов схемы ППФ, если фильтр работает в диапазоне температур (0…60)°С.

Содержание отчета

1. Наименование и цель работы.

2. Исходные данные для расчета.

3. Расчет порядка ФНЧ-прототипа фильтра Баттерворта.

4. Расчет принципиальной схемы, реализующей полосно-пропускающий фильтр.

5. Справочные данные использованных резисторов, конденсаторов и ОУ.

6. Схема спроектированного полосно-пропускающего фильтра с указанным типом ОУ, номиналами конденсаторов, резисторов, а также с их относительным и температурным разбросом.

7. Графики ЛАЧХ, ЛФЧХ, частотной характеристики времени замедления (ЧХВЗ) и переходной характеристики для спроектированной схемы фильтра.

8. Расчет погрешностей в реализации АЧХ полосно-пропускающего фильтра на основе звеньев Рауха.

9. Расчет погрешностей в реализации переходных характеристик полосно-пропускающего фильтра на основе звеньев Рауха (смещение выходного сигнала по постоянному току после окончания переходного процесса).

10. Результаты анализа дополнительной погрешности от влияния температуры окружающего воздуха в диапазоне температур (0…60)°С на ЛАЧХ полосно-пропускающего фильтра с учетом температурной стабильности пассивных элементов схем.

Контрольные вопросы

1. Дать определение полосно-пропускающего фильтра.

2. Найти передаточную функцию звена ППФ 2-го порядка на основе схемы Рауха.

3. Как производится регулировка схемы ППФ на основе звена Рауха по частоте среза f _c?

4. Какими элементами схемы производится регулировка коэффициента усиления фильтра ППФ на основе звена Рауха?

5. Представить возможный вид ЛАЧХ звена ППФ 2-го порядка
с полиномиальным ФНЧ-прототипом Баттерворта.

6. Как определяется ширина полосы пропускания АЧХ ППФ?

7. Как определяется ширина верхней и нижней переходных области АЧХ ППФ?

8. Что подразумевается под добротностью ППФ? Представить зависимость ЛАЧХ ППФ Баттерворта от добротности.

9. Представить возможный вид ЛАЧХ звеньев ППФ 2-го порядка различных аппроксимаций (Баттерворта, Чебышева, инверсного Чебышева, эллиптического Чебышева).