Проектирование устройств фильтрации
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
Введение
Цепи фильтрации сигналов - важная и неотъемлемая часть многих систем связи и электрических контрольно-измерительных устройств. Они служат для формирования частотных каналов в системах коммутации, разделения и преобразования электрических сигналов. С помощью машинных программ можно расiитывать схему любых фильтров, отвечающих заданным техническим требованиям, используя хорошо разработанные методы синтеза.
Электрический фильтр - устройство, пропускающее электрические колебания одних частот и задерживающее колебания других часто. В более узком смысле фильтры - это основные электронные компоненты многих систем связи, таких, как телефония, телевидение, радиовещание, радио- и звуколокация. Фактически электрические фильтры так распространены в современной технике, что невозможно представить любой электронный прибор средней сложности, в котором бы не использовался фильтр в том или ином виде.
Данная курсовая работа будет направлена на проектирование устройства фильтрации, освоение методики раiета его элементов, построение характеристик. Анализ характеристик во временной и частотной областях позволит сделать некоторые выводы о правильности раiёта фильтра на определённых этапах.
В данной курсовой работе будут использованы два вспомогательных программных продукта - это MathCAD как программа построения различных характеристик и численного раiёта выражений, а также Electronic Workbench как оболочка построения принципиальной схемы фильтра и получения тех же характеристик.
.Обзор программного обеспечения для разработки ПЛИС
При проектировании электронного устройства прежде всего возникает проблема выбора структуры устройства (структурный синтез), его параметров (параметрический синтез) и его принципиальных схем. Наилучшим образом эти проблемы формализованы и реализованы в программном обеспечении синтеза электрических частотно-избирательных фильтров, предназначенных для оптимальной обработки информационных сигналов на фоне разнообразных помех. Приведем краткий обзор ПО синтеза аналоговых, дискретных и цифровых фильтров.
Наглядный ввод задания на проектирование фильтра в программе Filter Wiz
программный моделирование фильтрация устройство
MicroSim Filter Designer. Программа синтеза аналоговых и дискретных фильтров Filter Designer корпорации MicroSim (ныне объединилась с OrCAD, www.orcad.com) не входит в известную систему сквозного проектирования электронных устройств DesignLab и функционирует в среде DOS. Однако это не снижает ее ценности, так как результаты синтеза фильтров представляются в виде текстовых описаний макромоделей фильтров и могут быть переданы в схемный редактор DesignLab для включения в состав моделируемого устройства.
В программе Filter Design производится как стандартная аппроксимация частотных характеристик ФНЧ, ФВЧ, ПФ и РФ с помощью полиномов Баттерворта, Чебышева, эллиптических полиномов и полиномов Бесселя, так и синтез фильтров с амплитудно-частотными характеристиками произвольного вида и синтез фазовых корректоров. Рассмотрена реализация аналоговых фильтров на пассивных LC-звеньях, активных RC-звеньях и фильтров на переключаемых конденсаторах, т.е. фильтров, обрабатывающих дискретные отiеты сигналов и поэтому называемых дискретными. Максимальный порядок фильтров равен 32.и Filter Wiz. Программы FilterCAD фирмы LinearX Systems (www.linearx.com) и Filter Wiz фирмы Active Filter Designer (www.schematica.com) предназначены для синтеза аналоговых активных RC-фильтров под управлением Windows. Они имеют современный интерфейс, и с ними работать гораздо удобнее, чем с Filter Design. Однако по функциональным возможностям все три программы примерно одинаковы (причем Filter Design обеспечивает синтез несколько большей номенклатуры фильтров). После ввода технического задания на создание фильтра синтезируется передаточная функция фильтра и расiитываются нули и полюса в s-плоскости (в программе Filter Design при синтезе фильтров на переключаемых конденсаторах в z-плоскости). После выбора типовых звеньев (например, в FilterCAD имеется 140 вариантов звеньев 1 - 8 порядков, общее число звеньев не ограничивается) расiитываются параметры их компонентов и чувствительность передаточных функций к их изменениям. Есть возможность переставлять звенья местами, округлять сопротивления резисторов и емкости конденсаторов с точностью 1, 5, 10 и 20% и непрерывно контролировать характеристики фильтра.
Просмотр схемной реализации отдельных звеньев фильтра и их характеристик в программе FilterCAD
и Series IV. Синтез фильтров в СВЧ-исполнении обеспечивают пакеты Serenade фирмы Compact Software (www.comsoft.com), Series IV подразделения EEsof компании Hewlett-Packard (www.tmo.hp.com) и MMICAD фирмы Optotek (www.optotek.com). Наибольшими возможностями обладает пакет программ Series IV, имеющий в своем составе программы синтеза E-Syn раiета параметров отрезков линий передачи LineCalc. Программа MMICAD способна расiитывать фильтры на поверхностных акустических волнах.
SystemView
32-разрядная программа SystemView версии 2.0 фирмы ELANIX (www.elanix.com) значительно отличается от предыдущей версии (см. PC Week/RE, №15/97, с. 62). Во-первых, она переписана на Си (предыдущая версия написана на Visual Basic). Это значительно повысило ее быстродействие, что особенно важно при проведении статистических раiетов. Во-вторых, значительно расширены ее функциональные возможности, в частности в области синтеза передаточных функций аналоговых и цифровых фильтров.
Программа для раiёта / моделирования фильтров FilterLAB
FilterLab v бесплатное программное обесп