Смеситель УКВ-радиовещательного приемника
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
где Vout (s) и Vin (s) соответственно преобразования Лапласа выходного и входного сигналов;
s=?+j?
Числитель дроби содержит нули передаточной функции (z1, z2, z3, z4.), знаменатель - полюса (р1, р2, р3, р4.).
В общем случае нули и полюса могут содержать действительные, комплексные или чисто мнимые числа.
Рисунок 3.15: Результата анализа схемы с применением анализатора "Pole-Zero"
Результат анализа показывает, что все вещественные части полюсов имеют отрицательные значения, а комплексные корни попарно сопряжены. Таким образом можно сделать вывод что разработанный смеситель обладает необходимой устойчивостью.
4. Расчет и моделирование элементов фильтра сосредоточенной селекции
План выполнения работы по этапу
Выбор схемы ФСС и его обоснование;
Расчет и подбор параметров элементов ФСС с учетом варианта задания;
Измерение частотных характеристик ФСС;
Статистический анализ влияния производственных допусков элементов ФСС на его АЧХ с применением функции Monte Carlo.
4.1 Выбор схемы ФСС и его обоснование
Основные технические параметры
-Центральная частота
-Полоса пропускания
-Вносимые потери
-Неравномерность АЧХ в полосе пропускания
-Затухание в полосе заграждения
Краткие теоретические сведения о возможных вариантах
а) б) в)
Рисунок 4.2 - Связанные контуры с трансформаторно-емкостной (а), резистивной (б) и автотрансформаторной связью исполнения
Рисунок 4.1 - Связанные контуры с трансформаторной связью (а), с внутренней (б) и внешней (в) емкостными связями
Используется в усилителях приемо-передающих устройств. Наибольшее распространение получили двухконтурные системы, приведенные на рисунках 4.1 и 4.2и Uo - напряжения на входе и выходе контуров; М - коэффициент взаимной индукции; Ro,Co,Lo - элементы связи; L1,C1,R1,L2,C2,R2 - элементы контуров.
Одной из важнейших характеристик данных устройств является коэффициент связи К:
К=vК1-К2 (4.1)
где К1, К2 коэффициенты связи для первого и второго контуров. Коэффициент связи служит для количественной оценки взаимного влияния контуров и в практических конструкциях составляет величину менее 1.
Для рисунка 4.1 а:
K1=M/L1 (4.2), K2=M/L2 (4.3)
K=M/vL1*L2 (4.4)
Для рисунка 4.1 б:
К1=С1/ (С1+Со) (4.5)
К2=С2/ (С2+Со) (4.6)
Для рисунка 4.1 в
К1=Со/ (С2+Со) (4.7)
К2=Со/ (С1+Со) (4.8)
Для рисунка 4.2 а:
К1= (?М-1/?Со) / (?L1) (4.9)
К2= (?М - 1/?Со) / ?L2 (4.10)
Для рисунка 4.2 б:
Kl=Ro/ (Ro+R2) (4.11)
К2 - Ro/ (Ro+R1) (4.12)
Для рисунка 4.2 в:
К1 =Lo/ (L2+Lo) (4.13)
K2=Lo/ (L1+Lo) (4.14)
Обоснование выбора варианта цепи
Фильтр должен обладать центральной частотой 15 МГц. Поэтому наиболее эффективным (качество-цена) является 5-ти контурная система подходящая для УКВ диапазона.
4.2 Расчет и подбор параметров элементов ФСС
Для расчета рассматриваемого ФСС можно воспользоваться соотношениями для двухконтурных связанных систем.
Примем для простоты расчетов следующие допущения:
С3=С9= 6,8 пФ С5=С7=6,2пФ С2=С4=С6=С8=С10=100 пФ R1 =R2 =R3=R4=R=0,3 Ом L1=L2=L3=L4=1,1 мкГн
4.3 Измерение частотных характеристик ФСС
Рисунок 4.3-Выбранная схема ФСС
Произведем настройку ФСС с помощью катушек индуктивности. Цель настройки - максимально приблизить параметры разрабатываемого ФСС к требуемым по варианту. При проведении моделирования подключим вспомогательный источник гармонических колебаний через измерительный конденсатор, сравнимый по величине с Со.
Рисунок 4.4-АЧХ исследуемого ФСС
4.4 Статистический анализ влияния производственных опусков элементов ФСС на его АЧХ с применением функции Monte Carlo
Является статистическим анализом, который позволяет определить влияние производственных допусков компонентов схемы на ее выходные параметры. Вначале производится исследование схемы при номинальных значениях компонентов. Для остальных замеров вводится некое отклонение, добавляемое к номиналу каждого компонента. В качестве такой величины чаще всего принимается стандартное отклонение, которое в общем случае зависит от закона распределения. В программе допускается применение 2-х законов распределения равновероятного (Uniform) и нормального (Gaussian). Во втором случае закон распределения может быть представлен следующим выражением:
(4.15)
где и - номинальная величина параметра; ? - стандартное отклонение; х - независимая переменная. Стандартное отклонение рассчитывается по формуле:
(4.16)
где D (%) - производственный допуск в процентах; N - номинальное значение. Программа позволяет провести данный анализ для n - числа испытаний (Number of runs) при исследовании схемы по постоянному току (DC Operating Point Analysis), переменному току (AC Analysis) и во временной области (Transient Analysis). Кроме того, возможно установить допуска не только на внешние параметры компонентов (Device Parameter), но и на их внутренние параметры (Model Parameter). Допуск компонента устанавливается в абсолютном (Absolute) или процентном (Percent) отношении.
Рисунок 4.5 Из результатов анализа видно, что резонансная частота ФСС сильно изменяется при заданных допусках элементов. Следовательно при из