расчет фнч на оу. КП_Изотов 1 (1). Курсовой проект по дисциплине Технологии создания телекоммуникационных устройств на тему Проектирование электронных устройств

• Название: Курсовой проект по дисциплине Технологии создания телекоммуникационных устройств на тему Проектирование электронных устройств
• Анкор: расчет фнч на оу
• Дата: 20.12.2020
• Размер: 1.25 Mb.
• Имя файла: КП_Изотов 1 (1).docx
• Тип: Курсовой проект; #162107
• страница: 8 из 8

2.4 Расчёт элементов фильтра

Для расчета элементов фильтра необходимо обратиться к его передаточной функции.

Для схемы Рауха передаточная функция выглядит следующим образом:
^{( )}

(

)

Для расчета параметров фильтра используем систему уравнений:




( )

Значения коэффициентов передаточной функции a и b

стандартные данные и для фильтра Баттерворта второго порядка:





Используя номинальный ряд E24 зададим значение С₁=1 нФ, тогда:



Найдем R₁:




Из предыдущих расчетов коэффициент усиления равен:

Отсюда R₂:




Найдем R₃:

(

)

^{( )}



Найдем С₂:

^{( )}

Е24:
Выберем реальные номиналы элементов используя номинальный ряд











На рисунке 4 представлена схема фильтра нижних частот с реальными

номиналами элементов. [14]


4

V+

V-
75mVac 0Vdc


8

0 0

Рис. 4 Принципиальная схема фильтра нижних частот Рауха 2–го порядка с номиналами элементов

3. Анализ данных, полученных в процессе моделирования

Диаграммы напряжения на выходе фильтра и его АЧХ, полученные с помощью программы моделирования PSpice показаны на рисунках 5-10.

Рис. 5 Диаграмма выходного напряжения на f_сигн=1 Гц




Рис. 6 Диаграмма выходного напряжения на f_сигн =1 кГц




Рис. 7 Диаграмма выходного напряжения на f_сигн=2,4 кГц




Рис. 8 Диаграмма выходного напряжения на f_сигн=24 кГц



Рис. 9 Диаграмма выходного напряжения на f_сигн=240 кГц




На полученных диаграммах видно, что в момент включения наблюдается переходной процесс. На частотах в полосе пропускания сигнал усилился на заданную величину, а именно в 16 раз. На f_сигн=1 Гц, f_сигн=1 кГц (в пределах полосы пропускания фильтра) напряжение находиться в пределах от 0,1 до 2,4 В. Искажений сигнала в полосе пропускания не наблюдается.

На f_сигн=2,4 кГц (на частоте среза) напряжение сигнала меньше максимального на 3дБ (0,707 раз) чем в полосе пропускания и колеблется в пределах от 0,4 до 2,0 В.

На f_сигн=24 кГц напряжение еще больше упало, и колеблется в пределах


что по отношению к максимальной амплитуде сигнала в полосе
16 мВ,


Примечание [o20]: Очень мало не технический термин 16мВ/1,25В=0,0128, т.е. менее -40 дБ
пропускания очень мало.

На f_сигн=240 кГц напряжение упало практически до 0 (относительно постоянной составляющей 1,2 В).



Рис. 10 Амплитудно – частотная характеристика спроектированного антиалиасингового фильтра
На диаграмме видно, что АЧХ в полосе пропускания, спроектированного ФНЧ максимально гладкая, что соответствует характеристикам фильтра Баттерворта. Диапазон напряжения на выходе ФНЧ находиться на уровне примерно 1.2 В, т.е. в пределах преобразования АЦП (от 0 до 2,4 В).

Заключение

В данной работе проведен сравнительный анализ программ САПР. Для реализации антиалиасингового фильтра была выбрана и рассчитана схема Рауха второго порядка c АЧХ Баттерворта. Для проектирования принципиальной схемы фильтра и моделирования его выходных характеристик был использован пакет программ OrCAD. Проанализирована амплитудно–частотная характеристика фильтра.



элементы подобраны верно. Задание курсового проекта выполнено.





Примечание [o23]: Перечень используемых источников.

Отсутствует схема электрическая принципиальная.
Список используемой литературы

1. 
   Норенков И. П. Основы автоматизированного проектирования: учеб. для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2009. - 430 с.
   
2. 
   Малюх В. Н. Введение в современные САПР: Курс лекций. - М.: ДМК Пресс, 2010. — 192 с.
   
3. 
   Сабунин, А. Е. Почему Altium Designer, а не P-CAD / А.Е. Сабунин // EDA Express.- М.: ЗАО «НПП «РОДНИК», 2010. - №18-С. 3 - 6.
   
4. 
   Горячев Н.В. Типовой маршрут проектирования печатной платы и структура проекта в САПР электроники Altium Design / Н.В. Горячев, Н.К. Юрков // Труды международного симпозиума "Надежность и качество". 2011. Т. 2. С. 120 -122.
   
5. 
   Горячев Н.В. Проектирование топологии односторонних печатных плат, содержащих проволочные или интегральные перемычки / Н.В. Горячев, Н.К. Юрков // Труды международного симпозиума "Надежность и качество". 2011. Т. 2. С. 122 - 124.
   
6. 
   Горячев Н. В. Опыт применения систем сквозного проектирования при
   

подготовке выпускной квалификационной работы / Н. В. Горячев, Н. К. Юрков // Известия ПГПУ им. В.Г. Белинского. Физико-математические и технические науки. 2011. No 26. С. 534–540.

7. 
   Кочегаров И.И. Информационные технологии проектирования РЭС: учебное пособие/ И.И. Кочегаров.- Пенза: Изд. Пенз гос. ун-та, 2007. - 96 с.
   
8. 
   Муромцев Ю. Л., Муромцев Д. Ю., Тюрин И. В. и др. Информационные технологии в проектировании радиоэлектронных средств: учеб. пособие для студ. высш. учебн. заведений. - М.: Издательский центр "Академия", 2010. - 384 с.
   
9. 
   Кочегаров И.И. «Межсистемные взаимодействия в сложных информационных структурах создания РЭС» // Проблемы качества, безопасности и диагностики в условиях информационного общества:
   

Материалы научно-практической конференции. - М.:МИЭМ, 2004 - С. 130- 136.

10. 
    Обзор систем сквозного проектирования печатных плат радиоэлектронных /Трифоненко И.М., Горячев Н.В., Кочегаров И.И., Юрков Н.К. // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 1. С. 396-399.
    
11. 
    Фильтры устранения эффекта наложения спектров (Антиалиасинговые фильтры), электронный ресурс - http://digteh.ru/dsp/AntiFlt/
    
12. 
    Лекции Широ / ЛЕКЦИЯ 3, электронный ресурс - https://studfiles.net/preview/6416201/page:3/
    
13. 
    Datasheet LF412
    
14. 
    Водовозов А.М., Проектирование активных фильтров. учебное пособие для вузов, Вологда 2009, C. 28