Анализ сигналов и систем. Kursovaya_Rabota_АСИС. Пояснительная записка к курсовой работе Анализ сигналов и систем
 Скачать 1.47 Mb.
|
3.5 Фильтрация сигналаТот факт, что помехи искажают сигнал и вызывают ложную информацию, заставляет искать пути их ликвидации или уменьшения. С этой целью обычно применяются различные фильтры. Активные фильтры представляют собой комбинацию пассивных частотно избирательных цепей и активных элементов - как правило сложных транзисторных устройств, которые передают в пассивные цепи некоторую мощность от источника питания. Широкое применение нашли активные RC - фильтры, где в качестве активного элемента используется ОУ, в качестве пассивных RC - цепей. Так как на заданный полезный сигнал действуют одно-гармоническая НЧ и ВЧ помеха, с известными частотами, то целесообразно использовать заграждающий фильтр. Данный выбор фильтра позволит подавить помехи с наименьшими искажениями полезного сигнала. В данной курсовой работе рассматривается активный заграждающий фильтр второго порядка с мостом Вина-Робинсона (рис 50).  Рисунок 50 – Активный заграждающий фильтр второго порядка с мостом Вина-Робинсона При включении моста Вина Робинсона в цепь обратной связи усилителя можно получить любое значение добротности. Передаточная функция усилителя при  Равна  Отсюда можно непосредственно определить необходимые параметры фильтра. Для расчета схемы следует задать величины А0,Q, fr и С; затем получим  Резонансную частоту фильтра можно устанавливать, перестраивая оба резистора R2 и постепенно переключая конденсаторы С. Если в результате недостаточной точности настройки моста сигнал с резонансной частотой подавляется не полностью, можно провести точную настройку с помощью незначительного изменения сопротивления 2R3. Расчёт элементов фильтра: Ёмкость С задаётся произвольно в микрофарадах.  , где  – частота среза фильтра, берётся равной частоте входной помехиДобротность Q задаём равной 5. При увеличении добротности снижается затухание фильтра и, следовательно, помехи полностью не подавляются. Тогда  , где А0=-1, коэффициент усиления цепи.Резистор R1 задаётся произвольно. Выберем равным 100 кОм. Резистор R3 задаётся произвольно. Выбираем равным 1 кОм. Фильтрация НЧ помех Рассчитаем элементы схемы для фильтрации НЧ помехи:         Соответствующая схема представлена на рисунке 51:  Рисунок 51 – Схема подавления НЧ помехи  Рисунок 52 – АЧХ фильтра  Рисунок 53 – График исходного V(V1:+), искажённого НЧ помехой V(V3:+) и отфильтрованного сигнала -V(Rn:1)  Рисунок 54 – График АЧХ спектра исходного V(V1:+) искажённого НЧ помехой V(V3:+) и отфильтрованного сигнала -V(Rn:1) Фильтрация ВЧ помех Рассчитаем элементы схемы для фильтрации ВЧ помехи: Выберем Q=1. Тогда α = 3Q – 1=2 β = - 3A0Q=3.      Соответствующая схема представлена на рисунке 55:  Рисунок 55 – Схема подавления ВЧ помехи  Рисунок 56 – АЧХ фильтра  Рисунок 57 – График исходного V(V1:+), искажённого ВЧ помехой V(V2:+) и отфильтрованного сигнала V(Rn:1)  Рисунок 58 – График АЧХ спектра график исходного V(V1:+), искажённого ВЧ помехой V(V2:+) и отфильтрованного сигнала - V(Rn:1) 3.5.3 Фильтрация совместного действия НЧ и ВЧ помехи Реализацию подавления НЧ и ВЧ помех осуществим последовательным соединением НЧ и ВЧ фильтра.  Рисунок 59 – Схема подавления ВЧ и НЧ помех  Рисунок 60– АЧХ фильтра  Рисунок 61 – График исходного V(V1:+), искажённого НЧ и ВЧ помехами V(V2:+) V(V3:+) и отфильтрованного сигнала V(Rn:1)  Рисунок 62 – График АЧХ спектра исходного V(V1:+), искажённого НЧ и ВЧ помехами V(V2:+) V(V3:+) и отфильтрованного сигнала V(Rn:1) Применяя активный заграждающий фильтр второго порядка с мостом Вина-Робинсона для фильтрации НЧ, ВЧ и совместного действия помех, при настройке частоты среза фильтра на частоту помехи, мы добились почти полного её подавления. |