Синтезирование фильтров высоких частот методами Баттерворта и Чебышева
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
Рис.13: Показание плоттера Боде - фаза при частоте 25000 Гц
Рис.14: Показания осциллографа при частоте 25000 Гц
Аппроксимация по Чебышеву
В программе Multisim 11.0 выбираем инструмент Создатель фильтров (Инструментарий > Создатель схем > Создатель фильтров).
Вводим данные согласно заданию для курсового проекта (рис.1), нажимаем кнопку Проверить, надпись Расчет произведен успешно говорит о том, что характеристики фильтра введены корректно (рис.15), далее нажимаем кнопку Создать для синтеза схемы данного фильтра.
Рис.15: Аппроксимация по Чебышеву
Создатель фильтров закрылся, а схема фильтра изображена в окне программы (рис.16).
Рис.16: Начальная схема ФВЧ
Компоненты данного ФВЧ:
Конденсатор 15,01 nF.
Индуктивность 1,83 mH.
Индуктивность 1,83 mH.
Преобразуем схему, что бы можно было заменить её подсхемой:
)Удаляем источник питания, сопротивления нагрузки и источника, нулевую точку.
)Добавляем выводы подсхемы.
Получаем схему (рис.17) выделив элементы которой заменяем их подсхемой (рис.18), на основе которой строим схему для измерения характеристик фильтра.
Рис.17: Компоненты ФВЧ
Рис.18: Подсхема - ФВЧ по Баттерворту
Составляем электрическую схему (рис.19) добавив источник питания, сопротивление источника, сопротивление нагрузки, два плоттера Боде, осциллограф, два амперметра и два вольтметра.
Рис.19: Схема для проверки частотных характеристик фильтра
Проверка частотных характеристик фильтра
а) Частота 1000 Гц:
В свойствах источника питания выставляем частоту 1000 Гц.
Включаем моделирование, показания приборов изменились (рис.20). Амперметр и вольтметр со стороны нагрузки (R2) имеют показания во много раз ниже значений на приборах со стороны источника питания, значит фильтр не пропускает частоты в ПЗ.
Показания плоттера Боде XBP1 (рис.21) отображают зависимость рабочего ослабления от частоты тока источника питания, при частоте 1000 Гц затухание составляет 83,571 dB, что соответствует требованиям минимального рабочего ослабления в ПЗ (Amin=35 дБ).
Показания осциллографа (рис.23) и приборов (рис.20), подтверждают правильность работы фильтра. При напряжении со стороны источника (канал А), напряжение после фильтра (канал В) значительно ниже (рис.20).
Рис.20: Показания приборов на схеме при частоте 1000 Гц
Рис.21: Показание плоттера Боде - рабочее ослабление при частоте 1000 Гц
Рис.22: Показание плоттера Боде - фаза при частоте 1000 Гц
Рис.23: Показания осциллографа при частоте 1000 Гц
б) Частота 2500 Гц:
В свойствах источника питания выставляем частоту 25000 Гц, эта частота является граничной частой для ПП.
Показания приборов (рис.24) и показания осциллографа (рис.27) отображают состояние цепи, при котором фильтр пропускает частоту - токи и напряжение на входе и выходе фильтра сопоставимы:
Ток на входе 0,100A, на выходе 0,106A (рис.24).
Напряжение на входе 68,017V, на выходе 58,139V (рис.24).
Показания плоттера Боде XBP1 (рис.25) отображают значение соответствующее требованиям задания - рабочее ослабление на частоте 25000Гц примерно равно 1,405dB.
Рис.24: Показания приборов на схеме при частоте 25000 Гц
Рис.25: Показание плоттера Боде - рабочее ослабление при частоте 25000 Гц
Рис.26: Показание плоттера Боде - фаза при частоте 25000 Гц
Рис.27: Показания осциллографа при частоте 25000 Гц
Список используемой литературы:
1)Атабеков Г.Н. Основы теории цепей. М.: Энергия, 1978.
)Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В., Страхов С.В. Основы теории цепей.- М.: Энергия, 1989.
)Ред Э. Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике. Схемы, боки, 50-омная техника: Пер. с нем. - М.: Мир, 1990. - 258 с., ил.
)Справочная документация по программе Multisim 11.0 (National Instruments: Circuit Design Suite 11.0)
Цепь в режиме до коммутации:
Цепь в установившемся режиме: