Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
    Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое расписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
    Для новых пользователей первый месяц бесплатно.
    Чат-бот для мастеров и специалистов, который упрощает ведение записей:
    Сам записывает клиентов и напоминает им о визите;
    Персонализирует скидки, чаевые, кэшбэк и предоплаты;
    Увеличивает доходимость и помогает больше зарабатывать;
    Начать пользоваться сервисом
  • Лабораторная работа № 3. Моделирование AЧХ фильтров гармоник






    3.1. Цели работы:

    – освоить расчет и моделирование фильтра гармоник (фильтр Кауэра) [1];

    – оценить влияние «паразитных» элементов на АЧХ фильтра.

    На рис. 3.1 в качестве примера изображен фильтр Кауэра шестого порядка.

    Рис. 3.1. Схема фильтра Кауэра шестого порядка

    Как правило, фильтр рассчитывают для случая, когда сопротивление генератора и нагрузки равны друг другу R Г = R Н. Частотные характеристики фильтра можно оценить с помощью функции [7]:

    , (3.1)

    где Р Н(w) – частотная зависимость мощности в нагрузке;

    Р Н МАКС – максимальное значение мощности в нагрузке,

    при R Г = R Н;

    d – неравномерность мощности в нагрузке,

    ; (3.2)

    P Н МИН – минимальное в полосе пропускания значение мощности в нагрузке.

    Обозначения характерных частот показано на рис. 3.2:

    wS – частота, начиная с которой фильтр обеспечивает гарантированное значение затухания A S, дБ (рис. 3.2, б);

    wC = wВ – частота среза и верхняя частота полосы частот, в которой обеспечивается гарантированное значение затухания A S, дБ для гармоник генератора начиная со второй;

    wН – нижняя частота полосы частот, в которой обеспечивается гарантированное значение затухания A S, дБ для гармоник генератора начиная со второй;

    w2, w5 – резонансные частоты контуров L 5, C 6 и L 2, C 3;

    Рис. 3.2. АЧХ фильтра гармоник

    – нормированное к wC значение частоты.

    Нередко частотные характеристики оценивают с помощью функции рабочего затухания [1, 2, 3, 7] (рис. 3.2, б)

    дБ. (3.3)

    Связь между неравномерностью d, D A и коэффициентом отражения Г(j w)  определяется соотношениями

    , (3.4)

    Частотные характеристики в OrCAD изображаются, как показано на рис. 3.2, в.

    Гарантированное затухание определяется по соотношению

    (3.5)

    Таблица 3.1

    № задания Схема по Рис. № Нормированные величины элементов
    a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8
      а 0, 153 0, 677 0, 490 0, 920 0, 517 1, 080 0, 632 0, 511
      г 0, 349 0, 870 0, 203 1, 040 0, 443 0, 899 0, 012  
      а 0, 270 0, 815 0, 284 1, 020 0, 770 0, 536 0, 797 0, 505
      в 0, 546 0, 987 0, 324 1, 170 0, 447 1, 419 0, 107  
      б 0, 153 0, 677 0, 490 0, 920 0, 517 1, 080 0, 632 0, 511
      в 0, 349 0, 870 0, 203 1, 040 0, 443 0, 899 0, 012  
      в 0, 626 1, 110 0, 192 1, 270 0, 712 0, 653 0, 349  
      в 0, 680 1, 187 0, 115 1, 373 0, 921 0, 345 0, 507  
      в 0, 861 1, 216 0, 145 1, 498 0, 919 0, 434 0, 653  
      в 1, 144 1, 153 0, 202 1, 670 0, 834 0, 599 0, 875  
      в 1, 202 1, 224 0, 124 1, 823 1, 006 0, 348 1, 024  
      а 0, 515 1, 067 0, 257 1, 210 0, 990 0, 481 1, 070 0, 736
      а 0, 646 1, 110 0, 299 1, 227 0, 990 0, 565 1, 125 0, 897
      а 0, 730 1, 230 0, 188 1, 375 1, 213 0, 340 1, 237 0, 889
      а 0, 847 1, 116 0, 354 1, 229 0, 967 0, 663 1, 145 1, 138
      а 0, 944 1, 242 0, 230 1, 399 1, 211 0, 408 1, 256 1, 146
      б 0, 270 0, 815 0, 284 1, 020 0, 770 0, 536 0, 797 0, 505
      б 0, 515 1, 067 0, 257 1, 210 0, 990 0, 481 1, 070 0, 736
      б 0, 646 1, 110 0, 299 1, 227 0, 990 0, 565 1, 125 0, 897
      б 0, 730 1, 230 0, 188 1, 375 1, 213 0, 340 1, 237 0, 889
      б 0, 847 1, 116 0, 354 1, 229 0, 967 0, 663 1, 145 1, 138
      б 0, 944 1, 242 0, 230 1, 399 1, 211 0, 408 1, 256 1, 146
      г 0, 546 0, 987 0, 324 1, 170 0, 447 1, 419 0, 107  
      г 0, 626 1, 110 0, 192 1, 270 0, 712 0, 653 0, 349  
      г 0, 680 1, 187 0, 115 1, 373 0, 921 0, 345 0, 507  
      г 0, 861 1, 216 0, 145 1, 498 0, 919 0, 434 0, 653  
      г 1, 144 1, 153 0, 202 1, 670 0, 834 0, 599 0, 875  
      г 1, 202 1, 224 0, 124 1, 823 1, 006 0, 348 1, 024  

    Таблица 3.2

    №№ заданий 1...5 6...10 11...15 16...20 21...24 25...28
    Частота среза f С, МГц            
    Сопротивление нагрузки R Н, Ом            

    3.2. Задание.

    3.2.1. Выполняется при подготовке:

    Получить у преподавателя номер задания. Нормированные значения элементов фильтра выписать из таблицы 3.1, частоту среза и сопротивление нагрузки – из таблицы 3.2.

    Начертить схему фильтра Кауэра в соответствии с номером задания из таблицы 3.1 по рис. 3.3.

    Рис. 3.3. Схемы фильтров гармоник

    Рассчитать денормированные значения индуктивностей и емкостей по формулам

    где wС – частота среза фильтра, wС = 2p f С;

    a i – нормированное значение элемента;

    R – сопротивление нагрузки фильтра.

    Изобразить ожидаемый вид частотной зависимости U Н.

    3.2.2. Выполняется в лаборатории:

    Создать новый проект в подпапке lab3. Изобразить на поле OrCAD рассчитанную схему. Выполнить анализ ее частотных характеристик. Последовательность действий аналогична действиям, описанным в лабораторной работе № 1.

    По результатам моделирования, используя соотношения (3.2), (3.4), (3.5), рассчитать значения гарантированного затухания в полосе задерживания A S(дБ), d, и D А и отношение частоты гарантированного затухания к частоте среза f S/ f Сфильтра (рис 3.2).

    Рассчитать полосу частот, в которой подавление второй гармоники каскада, работающего с отсечкой тока, будет равно гарантированному.

    Затем, чтобы оценить влияние на характеристики фильтра паразитных параметров элементов, добавить в схемы:

    – индуктивности выводов L ВЫВ  =  20  нГ, включенные последовательно сконденсаторами С 1, С 4, С 7 для фильтров, изображенных на рис. 3.1, а, в;

    – собственные емкости С ПАР  =  5 пФкатушек индуктивностей L 1, L 4, L 7 для фильтров, изображенных на рис. 3.1, б, г. (заданное значение СПАР  =  5  пФ многократно превышает реальные значения собственных емкостей катушек, но позволяет наглядно оценить их влияние на АЧХ).

    Промоделировать АЧХ с установленными паразитными элементами и сравнить с исходными АЧХ.

    3.3. Содержание отчета:

    1. Принципиальная схема фильтра.

    2. Прогнозируемый вид частотной характеристики.

    3. Частотные характеристики, построенные в ходе моделирования.

    4. Принципиальная схема фильтра с паразитными элементами и ее частотная характеристика.

    5. Краткие выводы по результатам работы.

    3.4. Контрольные вопросы и задания:

    1. Как в данной работе по построенной в ходе моделирования частотной характеристике определить A S, дБ?

    2. Расчетное значение гарантированного затухания A S = 40 дБ. Какое значение U Н  МИН вы ожидаете измерить в процессе моделирования при U Н МАКС= 1 В?

    3. Вычислить значения емкости и индуктивности фильтра для заданных: wС = 109 рад/с; R Н = 100 Ом; a С = a L = 1. Вычислить значение частоты среза f С.

    4. Объяснить понятие нормированной частоты W. Рассчитать для заданных: f С = 100 МГц и a2 = 0, 677, a3 = 0, 490 частоту f 2 (рис. 3.2).


    5. Изобразить схему фильтра, соответствующую рис. 3.3, г. Добавить в схему паразитные емкости параллельно элементам a1, a4, a7. К какому значению будет стремиться значение напряжения на нагрузке при частоте f ® ¥ и напряжении источника сигнала U = 1 В?

    6. Для заданной частоты w S вычислить значение нижней частоты w Н полосы частот, начиная с которой обеспечивается гарантированное затухание второй гармоники генератора.

    7. Для заданных w С и w S вычислить полосу (значения) частот, в которой подавление второй гармоники каскада, работающего с отсечкой тока, будет равно гарантированному.

    8. Для заданных UН макс и US рассчитать значение гарантированного затухания AS.







    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.