Розрахункова робота №2. Розрахунок пасивних фільтрів. Варіанти завдань. № Схема прототипу 1 Схема прототипу 2
Тип фільтра К-сть елементів фільтра n , Ом , кГц № Тип фільтра К-сть елементів фільтра n , Ом , кГц
1 ФНЧ СФ 4 5 1, 2 16 ФНЧ СФ 4 50 1.5, 14
2 ФНЧ ЗФ 5 6 1.2, 2.5 17 ФНЧ ЗФ 5 60 2.5, 21
3 ФВЧ СФ 5 7 5, 11 18 ФВЧ СФ 5 70 5, 10
4 ФВЧ ЗФ 4 8 5.5, 12 19 ФВЧ ЗФ 4 80 1.6, 15
5 ФНЧ СФ 4 9 1.3, 3 20 ФНЧ СФ 5 90 1.8, 3
6 ФНЧ ЗФ 6 10 1.4, 3.5 21 ФНЧ ЗФ 6 100 1.7, 16
7 ФВЧ СФ 6 11 1.35, 14 22 ФВЧ СФ 6 110 7.5, 15
8 ФВЧ ЗФ 4 12 1.26, 15 23 ФВЧ ЗФ 5 120 1.85, 4
9 ФНЧ СФ 4 13 1.5, 12 24 ФНЧ СФ 4 130 2.3, 19
10 ФНЧ ЗФ 5 14 1.6, 14 25 ФНЧ ЗФ 5 140 2.4, 22
11 ФВЧ СФ 5 15 2.5, 10 26 ФВЧ СФ 5 150 1.95, 5
12 ФВЧ ЗФ 4 16 2.6, 17 27 ФВЧ ЗФ 4 160 1.2, 13
13 ФНЧ СФ 5 17 1.7, 11 28 ФНЧ СФ 4 170 2.6, 17
14 ФНЧ ЗФ 6 18 1.8, 21 29 ФНЧ ЗФ 6 180 2.7, 28
15 ФВЧ СФ 6 20 3.5, 20 30 ФВЧ СФ 6 200 1.55, 25
Завдання: Відповідно до номера варіанту(див. табл..) провести розрахунок фільтра низьких частот(ФНЧ), фільтра високих частот(ФВЧ), смугового фільтра(СФ), загороджувального фільтра(ЗФ). Де n-кількість елементів фільтра, - частота зрізу(границя смуг прозорості та непрозорості), - внутрішній опір джерела .
Рис.1. АЧХ ідеалізованих фільтрів. -частота зрізу. Побудувати розраховані схеми в Micro-Cap, провести частотний аналіз і отримати АЧХ фільтрів. Схеми фільтрів та АЧХ подати у звіт. Розрахунок фільтрів. Вибираємо схему прототипу рис.2.
а) б) Рис.2. Схеми прототипів фільтрів: а) схема 1, б) схема 2. На рис.2. подані схеми прототипів фільтрів при n=2, при збільшені n змінюється кількість елементів, а сам вигляд схеми не змінюється. Наприклад ФНЧ n=4, =1Ом, тип схеми 1:
Проводимо розрахунок елементів схеми за узагальненою формулою , де Для n=4 отримаємо , . Денормуючи параметри отримуємо фактичні значення елементів фільтра: , ,
Розрахунки елементів схеми зроблені для Ом, Гц.
Рис.3. АЧХ ФНЧ при n=4. Розрахунок ФВЧ. За основу вибираємо ФНЧ n=4, тип схеми 1. Внаслідок перетворення кожна індуктивність ФНЧ перетворюється на ємність ФВЧ: , а кожна ємність ФНЧ перетворюється на індуктивність:
Синтез смугового фільтра(СФ). При переході від ФНЧ до СФ кожна індуктивність ФНЧ перетворюється на послідовний коливальний контур з параметрами: , а кожна ємність ФНЧ перетворюється в паралельний коливальний контур з параметрами: , де - резонансна частота, . Смуга прозорості є рівною частоті зрізу ФНЧ , а , .
Синтез загороджувального фільтра(ЗФ). При переході від ФНЧ до ЗФ кожна індуктивність ФНЧ перетворюється на паралельний коливальний контур з параметрами: , а кожна ємність ФНЧ перетворюється в послідовний коливальний контур з параметрами: , де - резонансна частота, . Смуга прозорості є рівною частоті зрізу ФНЧ , а , .