Проектирование активных фильтров

Нормированная передаточная функция W02 (p) = - В частотной области: p = j*ωW02 (jω) = График модуля этой комплексной функции представлен на рис.6Рис.6.Теоретическая АЧХ второго звена фильтра.3.4 Расчёт 3-го звена.Схема третьего каскада фильтра будет отличаться от второго звена только параметрами элементов. Уточняем величину коэффициента усиления третьего каскада: K03 = = = 2, 731раз, берём с запасом K03 = 3.Параметры передаточной характеристики: a3 = 0, 1172; b3 = 1,0686.Задаёмся значением С2=10 пФ = 1, 1*10-9 Ф. Определяем величину C1 = K0*C2 = 3*1, 0*10-9 = 3000*10-12Ф, задаёмся С1= 3300 пФ.Теперь задаваясь значениями С3 из стандартного ряда в диапазоне 300 ÷ 3000 пФ найдём пары значений R1 и R2:R2 = = R1 = =Таблица 4С3,пФ470680820100012001500R1, Ом437420408395380361R2,Ом1,56*1061,13*106959561813972703433592893Из таблицы 4 выбираем самое оптимальное сочетание значений С3, R1, R2:С3= 470 пФ, R1 = 430Ом, R2 = 1,6МОм.Проверяем фактические параметры передаточной функции третьего каскада:K03 = = = 3раз.a3 = = = 0, 1157b3 = = = 1, 0407Нормированная передаточная функция W03 (p) = - В частотной области: p = j*ωW02 (jω) = График модуля этой комплексной функции представлен на рис.7Рис.7.Теоретическая АЧХ третьего звена фильтра.3.5 Расчёт АЧХ и ФЧХ проектируемого фильтраПередаточная функция каскадной схемы равна произведению передаточных функций всех звеньев:W (p) = W (p)*W2*W3 (p) = -*- *- =W (jω) = Рис.8.Теоретическая АЧХ фильтра.Рис.9.Теоретическая ФЧХ фильтра.4.Моделирование работы фильтра4.1Измерение АЧХ и ФЧХ фильтра в симуляторе MultiSim.Рис.10.Схема проектируемого ARCфильтра в симуляторе MultiSim 10.Рис.11.Вид АЧХ в симуляторе MultiSim 10.Рис.12.Вид ФЧХ в симуляторе MultiSim 10.Сравнивая рис.8, 9 и рис.11, 12 можно сделать вывод, что результаты теоретического расчёта совпадают с результатами моделирования.4.1Измерение переходной характеристики фильтра в симуляторе MultiSim.Рис.13.Схема измерения переходной характеристики фильтра в симуляторе MultiSim 10.Рис.14.Вид переходной характеристики фильтра в симуляторе MultiSim 10.Рис.15.Реакция фильтра на треугольный сигнал частотой 20 кГц.Заключение.В работе был спроектирован активный фильтр высоких частот 5-го порядка. Теоретически были рассчитаны переходные характеристики и построены графики АЧХ звеньев фильтра, рассчитаны и выбраны параметры элементов фильтра. Окончательно, была получена переходная характеристика всего фильтра и построены графики его АЧХ и ФЧХ.Для проверки теоретического расчёта схема фильтра была промоделирована в среде схемотехнического моделирования MultiSim 10.Сравнение результатов расчёта и результатов моделирования показалоих хорошее совпадение. В процессе выполнения работы были получены ценные навыки и знания, которые, несомненно, пригодятся в практической работе по специальности.Список литературы.Л.1.Проектирование активных фильтров. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Электроника и схемотехника».- Вологда, ВоГТУ, 2012.- 31 с.Л2.Л2.Хьюлсман Л. П., Аллен Ф. Е. Введение в теорию и расчет активных фильтров: Пер. с а н г л .— М.: Радио и связь, 1984.— 384 с., ил.Л3.Джонсон Д. и др. Справочник по активным фильтрам: Пер. с англ./' Д. Джонсон, Дж. Джонсон, Г. Мур. — М.: Энерго атомиздат, 1983. — 128 с., ил.Л.4.Активные RС-фильтры на операционных усилителях.Перевод с английского В. В. Масленникова и В. А. Меркуловой под редакцией Г, Н. Алексакова. «Энергия», 1974 год.Л5.ТитцеУ. Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. Справочное руководство. Пер.с нем.-М, Мир,1982.-512 с., ил.