На входе полосового фильтра действуют
периодические прямоугольные радиоимпульсы (рис. 1.1) с параметрами: tи – длительность импульсов, Tи –
период следования; Tн – период несущей
частоты; Umн – амплитуда несущего
колебания, имеющего форму гармонического uн(t)
= Umн × cos wнt.
Требуется рассчитать двусторонне
нагруженный пассивный полосовой LC-фильтр и активный полосовой RC-фильтр для
выделения эффективной части спектра радиоимпульсов, лежащей в полосе частот от
(fн – 1/tи)
до (fн + 1/tи) (главный «лепесток
спектра»). График модуля спектральной функции U(f) = |U(jf)|
радиоимпульса приведен на рис. 1.2. Спектр имеет дискретный характер, поэтому
частоты fп1 и fп2 границы полосы пропускания фильтров
определяются крайними частотами в главном «лепестке спектра».
Рисунок
1.1
Рисунок
1.2
Частоты fз1 и fз2
полосы задерживания (непропускания) фильтра определяются частотами первых
дискретных составляющих, лежащими слева от (fн
– 1/tи) и справа от (fн
+ 1/tи). Конкретное определение численных значений всех частот
показано в типовом примере расчета LC-фильтра.
Исходные данные для расчета приведены
в таблицах 1.1 и 1.2. Сопротивления генератора радиоимпульсов Rг и сопротивление нагрузки Rн
пассивного фильтра одинаковы: Rг = Rн = R. Для вариантов 01¸25 и 51¸75 R = 600 Ом, для вариантов 26¸50 и 76¸99 R = 1000 Ом. Характеристика фильтра аппроксимируется полиномом Чебышева.
Данные таблицы 1.1
Тн,
мкс
|
tи, мкс
|
Ти,
мкс
|
DА, дБ
|
Апол,
дБ
|
10
|
50
|
130
|
3
|
21
|
Данные таблицы 1.2
Umн = 15 В
В
ходе выполнения курсовой работы необходимо:
1. Рассчитать и построить график амплитудного спектра
радиоимпульсов.
2. Определить частоты fп2 и fз2 и рассчитать превышение амплитуды частоты fп2 над амплитудой частоты fз2 в
децибелах в виде соотношения А' = 20lgUmп/Umз
на входе фильтра.
3. Рассчитать минимально допустимое ослабление фильтра в
полосе задерживания Аmin = Апол – A'.
4. Рассчитать порядок m НЧ-прототипа требуемого
фильтра.
5. Получить выражение для передаточной функции НЧ-прототипа при аппроксимации его характеристики полиномом
Чебышева.
6. Осуществить реализацию двухсторонне нагруженного
полосового LC-фильтра.
7. Осуществить реализацию полосового
ARC-фильтра.
8. Привести ожидаемую характеристику ослабления
полосового фильтра в зависимости от частоты, т. е. A = K(f).
9. Рассчитать ослабление ARC-фильтра на границах полосы пропускания и полосы
непропускания (задерживания).
10. Привести схему ARC-полосового фильтра.