(будь-яким методом) еквівалентну, принципову схеми електричного фільтра на будь-яких радіокомпонент;
розробити підсилювач напруги на будь-яких радіоелементи (схему електричну принципову);
будь-яким методом розрахувати спектр складного періодичного сигналу, що подається з «генератора імпульсів» на вхід фільтру;
проаналізувати «проходження» напруги через фільтр і підсилювач.
Ці завдання є важливими, практично корисними, тому розробляються й аналізуються широко вживані радіотехнічні пристрої.
Для подальших розрахунків обрана структурна схема з «аналоговими» радіотехнічними пристроями, показана на малюнку 1.
Рисунок 1 - Структурна схема з «аналоговими» радіочастотними пристроями
Цифрові функціональні вузли не розглядатимуться з наступних причин:
необхідно додатково застосовувати АЦП і ЦАП;
розробка «цифрових схем» буде розглянута в наступних дисциплінах.
Рішення основних завдань даної курсової роботи можна проводити в різній послідовності.
Виберемо наступний порядок розрахунків:
а) розробка схем електричного фільтра, узгодженого з джерелом імпульсної послідовності і з підсилювачем напруги;
б) розробка схем (схеми) підсилювач напруги;
в) аналіз спектра «сигналу» генератора вхідної напруги;
г) аналіз проходження «сигналу» генератора через електричний фільтр і підсилювач.
Розглянемо «загальні принципи» вирішення перерахованих завдань, а конкретні розрахунки будуть приведені в розділах з 2 по 5.
1.2 Загальні принципи проектування електричного фільтра
Електричні фільтри - це лінійні або «квазілінійну» чотириполюсники, багатополюсника, що мають частотнозавісімой коефіцієнти передачі по потужності, по напрузі, по струму. Замість безрозмірних коефіцієнтів передачі при аналізі та синтезі фільтрів широко застосовується ослаблення () в децибелах:
(1)
де,, - модулі коефіцієнтів передачі.
Діапазон частот, де близький до «1», а ослаблення «» близько до нуля, називається смугою пропускання. А там, де близький до «0», а ослаблення «» становить кілька десятків децибел - знаходиться смуга затримування (ослаблення загасання). Між ПП і ПЗ знаходиться «перехідна» смуга частот. По розташуванню смуги пропускання в частотному діапазоні, електричні фільтри називають:
ФНЧ - фільтр нижніх частот;
ФВЧ - фільтр високих частот;
ПФ - смуговий фільтр;
РФ - режекторний фільтр.
На рис. 2 а, б, в, г і рис. 3 а, б, в, г наведено приклади графічних вимог до модуля коефіцієнта передачі повної потужності () і ослаблення (а) для фільтра нижніх частот (ФНЧ), фільтра верхніх частот (ФВЧ), смугового фільтра (ПФ) і режекторного фільтра (РФ ), відповідно.
Малюнок 2 - приклади графічних вимог до модуля коефіцієнта передачі повної потужності ()
Малюнок 3 - приклади графічних вимог до ослаблення (а) для фільтра
Малюнок 4 - Схеми простих фільтрів «Г-типу»
На малюнку 4, природно, не показані «резистори зовнішніх ланцюгів», з якими погоджено по потужності фільтр. Принцип «фільтрації» полягає в наступному. У смузі пропускання, поблизу резонансних частот, фільтр узгоджений з зовнішніми «ланцюгами» і в навантаження передається максимальна потужність. У смузі затримування узгодження погіршується, ослаблення збільшується.
Реальний електричний фільтр може бути виконаний на різних радіокомпонентів: «котушках і конденсаторах», «хвилеводах», «акустоелектронних». В принципі, можна користуватися довідниками із розрахунку фільтрів на цілком визначених радіокомпонент. Однак більш універсальним є наступний метод: спочатку розробляється еквівалентна схема на ідеальних LC - елементах, а потім у будь-які реальні, тобто виходить схема електрична принципова найбільш простий перерахунок «конденсаторам і котушкам індуктивності», тому «Вид» схеми не змінюється.
Але і при такому «універсальному підході» можливі наступні способи синтезу еквівалентної схеми:
а) синтез в погодженому режимі з однакових Г-образних ланок (синтез по «характеристичним» параметрам, синтез фільтр типу «К»).
Гідність цього способу: прості розрахункові формули; розраховане ослаблення в смузі пропускання () вважається рівним нулю.
Недолік: в реальних фільтрів узгодження у всій смузі пропускання отримати неможливо і 0 (досягає трьох децибел).
б) поліноміальний синтез (синтез по робочих параметрах, синтез «по довідниках ФНЧ». «Пропонується» схема ФНЧ, що враховує неузгодження. ФНЧ легко перераховуют...
