Расчёт активного RC фильтра второго порядка на операционном усилителе в режиме повторителя напряжения с резистивной положительной обратной связью и фильтра высоких частот (ФВЧ) с характеристикой Чебышева

Заказать уникальную курсовую работу
Тип работы: Курсовая работа
Предмет: Теория цепей
  • 30 30 страниц
  • 3 + 3 источника
  • Добавлена 15.05.2021
1 496 руб.
  • Содержание
  • Часть работы
  • Список литературы
  • Вопросы/Ответы
Введение 3
1. Анализ ARC-цепи. 4
1.1. Содержание задания. 4
1.2. Расчет параметров ARC-цепи. 4
2. Расчет LC-фильтра. 14
2.1. Содержание задания. 14
2.2. Расчет параметров полосового фильтра (ПФ). 14
Заключение 18
3. Ответы на контрольные вопросы 1. 19
4. Ответы на контрольные вопросы 2 23
Список литературы 30

Фрагмент для ознакомления

Полином Гурвица является знаменателем операторной передаточной функции устойчивой цепи. а) содержит мнимый коэффициент;б) содержит коэффициент, который равный нулю;в) один из нулей лежит в правой полуплоскости: р1 = 1.106, р2 = –1.356.2. Что вам известно о расположении нулей и полюсов передаточныхфункций устойчивых цепей? Почему каждая из приведённых нижефункций не может представлять собой передаточную функцию?а) 1/(р-1);б) /(р+1);в) / ( - р + 1).Нули и полюсы устойчивой цепной передаточной функции расположены в левой полуплоскости. Для устойчивых цепей степени полиномов числителей не превышают степеней полиномов знаменателей.а) один из нулей лежит в правой полуплоскости: р1 = 1;б) степень полинома числителя превышает степень полинома знаменателя;в) нули знаменателя лежат в правой полуплоскости: р1 = 0.5 + j0.866, р2 = 0.5 –j0.866.3. Каким требованиям должна удовлетворять амплитудно-квадратичнаяхарактеристика цепи? Поясните, почему приведённые ниже функции неявляются амплитудно-квадратичными характеристиками?a) 1 / (1 - );б) / (1+ );в) / (l +).При ω ≥ 0 значения амплитудно-квадратичной характеристики должны быть неотрицательными, степень числителя не должна превышать степени знаменателя, так же степень полиномов должна быть четной.а) при ω > 1 отрицательна;б) степень полинома числителя нечетная;в) степень полинома числителя превышает степень полинома знаменателя.4. Как классифицируют электрические фильтры в зависимости отрасположения полос пропускания и задерживания?Фильтры:верхних частот (ФВЧ)нижних частот (ФНЧ)полосовые (ПФ) режекторные (РФ) Их различают опираясь на расположения полос задержания и пропускания.Рис. 2.9 – Электрические фильтры5. В чём особенности частотной зависимости ослабления фильтра с характеристиками Баттерворта? Как выглядит характеристика ослабленияcфильтра нижних частот, либо верхних частот заданного порядка?Полиноминальные фильтры нижних частот, у которых при =0 обращается в нуль максимально возможное число производных младших порядков функции |H(j)|, т.е. фильтры с частотными зависимостями ослабления называются фильтрами с максимально плоскими характеристиками ослабления, или фильтрами с характеристика Баттерворта. Фильтр с характеристикой Баттерворта – это фильтр с максимальной плоской характеристикой. ФВЧ с плоской характеристикой6. В чём особенности частотной зависимости ослабления фильтра с Характеристиками Чебышёва? Как связана характеристика ослабления фильтра в полосе пропускания с порядком фильтра?Фильтры с характеристиками Чебышева относятся к числу фильтров с так называемыми равноволновыми характеристиками ослабления. Частотные зависимости их ослабления в полосе пропускания последовательно n+1 раз принимают свои наибольшие (а) и наименьшие (0) значения, образуя волну «период» который уменьшается ростом . Число максимумов и минимумов в полосе пропускания для ФВЧ и ФНЧ равно n+1, а для ПФ 2n+1 и для РФ n+1 в каждой полосе пропускания, где n – это порядок фильтра.7. В чём заключается метод преобразования частоты? Преобразуйте в качестве примера схему фильтра-прототипа нижних частот (ФПНЧ) в схемы ФВЧ, ПФ и РФ.Для преобразования схемы ФПНЧ в схемы других фильтров используются последующие заменыв данной таблице:Таблица 2.3 – Преобразование элементов ФПНЧ в элементы фильтров8. Как преобразуется характеристика ослабления ФНЧ в результате частотного преобразования этого фильтра в ФВЧ, ПФ, РФ? Нарисуйте равноволновую характеристику ослабления ФНЧ 4-го порядка и преобразуйте её в характеристики ФВЧ, ПФ и РФ.Рис. 2.12 – Схема ФПНЧ 4 порядкаРис. 2.13 - Характеристика ослабления ФНЧРис. 2.14 - Характеристика ослабления ФВЧРис. 2.15 - Характеристика ослабления ПФРис. 2.16 - Характеристика ослабления РФ9. Покажите схемы фильтров, передаточные функции которых в режиме двусторонней нагрузки имеют вид: Схемы фильтров реализуются с шестью реактивными компонентами:Рис. 2.17 – Схемы фильтров10. В чём заключается метод уравнивания коэффициентов? Примените этот метод для реализации односторонне нагруженной лестничной LС-цепью передаточной функции Н(р) = 1/( + 1,2р + 1).По схеме цепи находится её передаточная функция, коэффициенты которой ak и bi представлены через буквенные обозначения элементов цепи. После найденные в буквенной форме выражения для коэффициентов приравниваются к численным коэффициентам передаточной функции, после чего в результате получается система уравнений, которую положено решить.11. Что такое каскадно-развязанная реализация? Как её осуществить? Выберите из приведённых простейших передаточных функций те, из которых могут формироваться передаточные функции ФНЧ, ФВЧ, ПФ и РФ.Это каскадное соединение простейших звеньев RC-цепи, где каждое звено реализует один из множителей передаточной функции фильтра не выше второго порядка, а также представляет из себя сочетание пассивной RC-цепи и от одного до нескольких усилителей. Список литературыБелецкий А.Ф. Теория линейных электрических цепей: Учебник. 2-е изд. – СПб.: Издательство «Лань», 2009. – 544 с.Бакалов В.П., Дмитриков В.Ф., Крук Б.И. Основы теории цепей: Учебник для вузов; Под редакцией В.П. Бакалова. 3-е изд. – М.: Горячая линия – Телеком, 2009. – 596 с.Артым А.Д., Белецкий А.Ф. Синтез линейных электрических цепей: Учебное пособие. – Л.: Издательство ЛЭИС, 1981. – 78 с.

1. Белецкий А.Ф. Теория линейных электрических цепей: Учебник. 2-е изд. – СПб.: Издательство «Лань», 2009. – 544 с.
2. Бакалов В.П., Дмитриков В.Ф., Крук Б.И. Основы теории цепей: Учебник для вузов; Под редакцией В.П. Бакалова. 3-е изд. – М.: Горячая линия – Телеком, 2009. – 596 с.
3. Артым А.Д., Белецкий А.Ф. Синтез линейных электрических цепей: Учебное пособие. – Л.: Издательство ЛЭИС, 1981. – 78 с.

Вопрос-ответ:

Как работает активный RC фильтр второго порядка на операционном усилителе?

Активный RC фильтр второго порядка на операционном усилителе работает путем подавления определенной частоты сигнала. Он состоит из RC секции (резистор-конденсатор), которая формирует частотный отклик фильтра, и операционного усилителя, который обеспечивает усиление сигнала и обратную связь. Фильтр может быть настроен на пропускание низких частот (низкочастотный фильтр), высоких частот (высокочастотный фильтр) или полосовое пропускание определенного диапазона частот (полосовой фильтр).

Какова основная характеристика фильтра высоких частот ФВЧ с характеристикой Чебышева?

Основной характеристикой фильтра высоких частот ФВЧ с характеристикой Чебышева является его способность обеспечивать крутой спад амплитуды сигнала в заданной полосе частот. Чебышевский фильтр является одним из видов эквализации амплитуды для лучшего компромисса между резкостью ската и максимальным значениям пульсации.

Какие задания могут быть выполнены при анализе активного RC фильтра второго порядка?

При анализе активного RC фильтра второго порядка могут быть выполнены следующие задания: определение передаточной функции фильтра, построение частотной характеристики (амплитудной и фазовой), определение полюсов фильтра, анализ устойчивости и неизменности амплитуды и фазы при изменении входного сигнала.

Каким образом производится расчет параметров активного RC фильтра второго порядка?

Расчет параметров активного RC фильтра второго порядка включает определение нужной частоты среза фильтра, выбор значения резистора и конденсатора, а также расчет коэффициентов усиления и обратной связи, которые обеспечивают необходимые характеристики фильтра.

Каким образом производится расчет параметров LC фильтра?

Для расчета параметров LC фильтра необходимо определить требуемую частоту среза фильтра, выбрать индуктивность и ёмкость, учитывая их взаимосвязь в соответствии с требованиями фильтрации, и провести расчет резистора загрузки, который определяет полосу пропускания фильтра.

Как работает активный RC фильтр второго порядка?

Активный RC фильтр второго порядка состоит из операционного усилителя, резисторов, конденсаторов и обратной связи. Он осуществляет фильтрацию сигнала за счет комбинации резисторов и конденсаторов, а операционный усилитель служит для усиления и поддержания стабильности сигнала.

Каким образом происходит расчет параметров активной RC цепи?

Расчет параметров активной RC цепи осуществляется на основе передаточной функции и требуемых характеристик фильтра. Резисторы и конденсаторы подбираются с учетом частоты среза, добротности и коэффициента усиления.

Что такое полосовой фильтр?

Полосовой фильтр - это электронная схема, которая пропускает или подавляет определенный диапазон частот сигнала. Он состоит из индуктивных и емкостных элементов, которые создают резонансные цепи для определенных частот.

Как происходит расчет параметров полосового фильтра ПФ?

Расчет параметров полосового фильтра ПФ осуществляется на основе частоты среза и требуемых характеристик фильтра. Необходимо подобрать индуктивность и емкость так, чтобы они создавали резонансную цепь для желаемого диапазона частот.

Что такое полином Гурвица?

Полином Гурвица - это метод анализа характеристик системы на основе ее характеристического полинома. Он позволяет определить устойчивость системы и ее характеристики на основе коэффициентов полинома.

Что такое активный RC фильтр второго порядка?

Активный RC фильтр второго порядка - это электронная схема, которая использует операционный усилитель и резисторы-конденсаторы (RC цепи) для фильтрации сигналов. Он предназначен для подавления определенных частот и усиления или ослабления других частот.

Как работает активный RC фильтр второго порядка в режиме повторителя напряжения?

В режиме повторителя напряжения операционный усилитель повторяет напряжение на своем входе на выходе, функционируя как буферный усилитель. Резистивная положительная обратная связь позволяет увеличить усиление, а RC цепи фильтруют нежелательные частоты.