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
  • Методика инженерного расчета конструкций фильтров ПАВ с прямоугольными АЧХ методом прямой свертки






    Использование результатов расчетов, представленных в табл. 3.1—3.4 и на рис. 3.2—3.7, позволяет значительно сократить затра­ты времени на проектирование фильтровПАВ, удовлетворяющих широкому кругу требований. Методику расчета без применения ЭВМ рассмотрим на примере фильтра с прямоугольной АЧХ и ли­нейной ФЧХ, что требуется в большинстве практических случаев.

    Будем считать, что, исходя из рабочего интервала температур и допустимого вносимого затухания, выбран материал звукопровода и для него известны скорости ПАВ на свободной Uf и металлизи­рованной Ue поверхности, а также коэффициент электромеханиче­ской связи k s.

    Таким образом, заданными являются следующие параметры:

     

    Средняя частота:................................................... f '0=26, 0 МГц

    Полоса пропускания на уровне —3 дБ................................. D f 3=1, 1 МГц

    Неравномерность АЧХ в полосе пропускания.............................D a =±0, 5 дБ Коэффициент прямоугольности по уровням (40/3)........................... K п=1, 91 Гарантированное затухание в полосе заграждения.......................... а гар=45 дБ Скорость ПАВ на свободной поверхности (для квар­ца ST -среза ух1 /42045)... Uf =3156, 6 м/с

    Скорость ПАВ на металлизированной поверхности..................... Ul =3154, 8 м/с Коэффициент электромеханической связи................................ k2 s=0, 0016.

     

    Требования к АЧХ фильтра сравнительно простые, поэтому для реализации выбираем структуру фильтра с одним аподизованным ВШП, имеющим взвешивание длины электродов, и одним неаподизованным ВШП (см. рис. 2.2, а). Будем считать, что заданная АЧХ формируется в основном аподизованным ВШП, т. е. D f 3»D f зап и а гар» а гар.ап.

    Расчет аподизованного ВШП ведем в следующей последова­тельности. Находим частоту и интервал дискретизации. Поскольку АЧХ симметричная, то

    f ср= f 0=26 МГц, fs =2 f 0=52 МГц, T 0=1/ f s= 1, 925 •10-8 с.

    По заданному К п определяем переходную полосу

    D f s=0, 5D f 3(К п-1)=0, 5 МГц.

    Аналитически определяем АЧХ в виде ломаных линий (рис. 3.8, a)

    Для удобства проще считать H 1 2=0.

    Аналитически задаем линейную ФЧХ

    .

    Если фаза не задана, то ее проще считать нулевой. Любую линейную фазу также можно преобразовать в нулевую.

    Рис. 3.8. Определение АЧХ в виде ломаных линий:

    a —симметричная АЧХ фильтра ФП3П9-024-2M1, 1 с линейной фазой; б -несимметричная АЧХ телевизионного фильтра ФП30БП9-551-38, 9М4, 5

     

    По заданному а гар.ап. выбираем весовую функцию Kайзера w 44(t), обеспечивающую наибольшее перекрытие электродов, и ее параметр r =wa Т /2=5, который с запасом гарантирует расчетный уровень a б=—56, 3 дБ, т. е.

    .

    При выборе руководствуемся данными таб. 3.1—3.4 и рис. 3.7.

    Используя графики на рис. 3.6, по заданному К п выбираем чис­ло лепестков импульсной характеристики. С некоторым запасом принимаем СS =4; тогда К п(40/3) = 1, 51.

    Используя графики на рис. 3.6, определяем расчетную относи­тельную полосу пропускания по уровню —3 дБ для расчетного чис­ла электродов В р=25. Получаем (Dw3/w0)р =0, 035.

    Определяем число электродов В в одном лепестке импульсной характеристики для заданной полосы пропускания аподизованного ВШП

    .

    Определяем общее число электродов аподизованного ВШП (нерасщепленных)

    A =2 BCS +1= 161.

    Для уменьшения многократных отражений от краев используем расщепленные электроды. Тогда A p=2 ( 2 BCS+ 1) =322.

    Если принята нулевая фаза q(w)=0, находим дискретные зна­чения для половины функций аподизации, соответствующие вы­боркам импульсной характеристики

    Тогда коэффициенты импульсной характеристики an =(—1) n Ф(n). Для удобства вычислений функцию Бесселя пред­ставляем ограниченным рядом [24, 55]. Тогда

    где

    Обычно достаточное число членов ряда составляет М =12¸ 15. Для удобства нахождения значений весовой функции w 44(n)можно воспользоваться графиком на рис. 3.5.

    Если рассчитывается линейная фаза в полосе Dw=w2-w1

    ,

    то определяем коэффициенты импульсной характеристики

    , n =0, 1, 2, …, (A -1),

    откуда

    .

    Результаты вычислений удобнее представлять в виде таблицы.

    Определяем эффективную скорость ПАВ

    м/с.

    Если отношение ширины электрода к полупериоду dn=bn/Ln =0, 5 постоянно, то , где Ve» Vf (1-0, 5 k2s).

    При переменной отношении dn определяем среднюю эффектив­ную скорость

    .

    Определяем временное положение центров электродов

    ,

    п= 0, I, 2,..., (А— 1) для нерасщепленных штырей;

    ,

    п=0, 1, 2,..., 2(A —1) для расщепленных штырей.

    Определяем координаты левого и правого краев электродов ВШП по оси X:

    ;

    .

    Находим координаты краев электродов ВШП по оси У:

    .

    Во избежание сильных дифракционных искажений выбираем W 0»(30¸ 50)l0=6 мм, где W 0—апертура ВШП. Для ВШП с рас­щепленными электродами знак у множителя (—1) n должен изме­няться через два электрода. На этом расчет аподизованного ВШП заканчивается.

    Расчет неаподизованного ВШП ведется в следующей последо­вательности.

    Если не ставится дополнительных условий, ширина полосы про­пускания неаподизованного ВШП выбирается D f зн/ f 0=(2¸ 5)D f з/ f 0, чтобы избежать влияния на полосу пропускания фильтра.

    Число пар электродов неаподизованного ВШП

    ,

    где Nопт — оптимальное число пар электродов для выбранного ма­териала звукопровода исходя из условий согласования.

    Частотная характеристика неаподизованного ВШП

    .

    Результат удобнее представить в виде графика, при использо­вании которого совместно с АЧХ аподизованного ВШП с весовой функцией Кайзера строится суммарная АЧХ фильтра.

    Координаты левого и правого краев электродов неаподизован­ного ВШП по оси X:

    ,

    ,

    n = 1, 2, 3,..., А — для нерасщепленных штырей; или

    ,

    ,

    n = 1, 2, 3,..., 2 A — для расщепленных штырей.

    Координаты краев электродов неаподизованного ВШП на оси Y:

    ,

    п= 1, 2, 3,..., A —для нерасщепленных штырей.

    Для расщепленных штырей знак у множителя (—1) изменяется через два электрода. Результаты расчетов сводятся в таблицу.

    Апертура W 0 преобразователей, расстояние WW между кон­тактными площадками, расстояние l между ВШП, размеры звуко­провода выбираются исходя из требований на величину вносимо­го затухания и уровня ложных сигналов. Окончательные размеры звукопровода рассчитываемого фильтра 10X30Х1, 5 мм при рас­стоянии между краями аподизованного и неаподизованного ВШП l 1=9 мм.

     






    © 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.