Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 151
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Подобное соотношение справедливо и для селективных фильтров. Значение граничной частоты и частота среза, как правило, не совпадают. Исключением является фильтр Баттерворта.Коэффициент избирательности фильтра - величина, показывающая, во сколько раз сильнее (слабее), чем в фильтре Баттерворта, подавляется в данном фильтре внеполосная помеха с частотой f>> fгр. На рисунке эта величина хорошо видна как разность по высоте между правой асимптотой АЧХ рассматриваемого фильтра и АЧХ фильтра Баттерворта с таким же значением fгр.Рассмотрим фильтр, который содержит две части: пассивный шестиполюсник и усилитель, здесь используется ООС.В рассматриваемой схеме При реализации ФНЧ, чтобы в знаменателе был полином второго порядка, необходимо принять Y1=1/R1, Y2=1/R2, Y3=1/R3. Тогда схема активного ФНЧ принимает вид приведенный на рисунке 6 в приложении.Здесь:В практике обычно решается обратная задача - отыскание конкретных значений элементов схемы по заданным П, Q, H0.В практике обычно решается обратная задача - отыскание конкретных значений элементов схемы по заданным П, Q, H0.Пусть С1=с, тогдаC2=mC;m1/4Q2(1+|H0|)R2=(1/2ПCmQ)[1 ]R1=R2/|H0|; R3=1/(П)2C2R2m Из сказанного выше следует, что все расчеты ФНЧ ведутся от граничной частоты. В задании по курсовому проектированию дана не частота среза, а частота, при которой коэффициент усиления становиться равным нулю, но при логарифмической шкале нельзя получить точку в которой kU=0, таким образом принимаем допущение, что частотой при которой kU=0 будет та частота, при которой коэффициент усиления активного фильтра становиться ниже 10-3. Построим АЧХ схемы фильтра третьего порядка (рисунок 3, приложение) собранного связно-каскадным методом с многопетлевыми ОС на элементах R1, C1, R2, C2, R4, R3, C3, DA1. Так как фильтр третьего порядка, то спад в полосе задержания будет составлять 60 дБ/дек. По шкале L откладывается логарифмическая величина равная 20log k, тогда логарифмическая величина, соответствующая «принятому нулю» будет равна -60 дБ. В таком случае не сложно сосчитать, что граничная частота будет составлять в данном случае 10кГц или в логарифмическом масштабе 4.
Как говорилось выше в данном курсовом проекте применена схема каскадного фильтра в котором первым каскадом является пассивный RC-фильтр, а вторым каскадом - многопетлевой активный фильтр второго порядка по схеме Баттерворта.Для того, чтобы обеспечить 60 дБ/дек в полосе задержания надо, чтобы частоты срезов обоих каскадов были одинаковы. Расчет ФНЧ.Пусть R1=R4=R3=R и C1=C2=C3=C.Возьмем С=0,1 мкФ, тогда МЛТ 0,25 с допущением 2% ряда Е26.2.2 Анализ и расчет режекторного фильтраРежекторный или заграждающий фильтр имеет АЧХ представленную в приложении на рисунке 4. Активный заграждающий фильтр может быть реализован на основе двойного Т-образного моста. Хотя двойной Т-образный мост сам по себе является заграждающим фильтром, его добротность составляет только 0,25. Ее можно повысить, если мост включить в цепь обратной связи ОУ. Один из вариантов такой схемы приведен на рисунке 5 в листе приложения. Сигналы высоких и низких частот проходят через двойной Т-образный мост без изменения. Для них входное напряжение фильтра равно Uвх. На резонансной частоте выходное напряжение равно нулю. Передаточная функция схемы на рисунке 5 приложения имеет вид: ,или учитывая, что р=1/RC,С помощью этого выражения можно непосредственно определять требуемые параметры фильтра. Задав коэффициент усиления неинвертирующего усилителя равным 1, получим Q=0,5. При увеличении коэффициента усиления добротность растет и стремиться к бесконечности, если 2.Расчет режекторного (заграждающего) фильтра.1) ,где С5=С6=С, С4=2С, R5=R6=R, R7=0.5R0=1..100 Гца) 0=1 ГцПусть С=0,1 мкФ, тогда R=10 МОм. ВыбираемС5, С6 = 0,1 мкФ, С4=0,2 мкФ, R5=R6=10 МОм,R7=5 МОм.б) 0=100 ГцПусть С=0,1 мкФ, тогда R=100 кОм. ВыбираемС5, С6 = 0,1 мкФ,
С4=0,2 мкФ, R5=R6=100 кОм,R7=50 кОм.В качестве R7 выберем оптопару ФСК-5 которая имеет Rт=5 МОм и Rсв=50 кОм, Uраб=5 В.Имея эти данные получим ,где С8=С9=С, С7=2С, R12=R13=R, R14=0.5R0=110..1000 Гца) 0=110 ГцПусть С=0,1 мкФ, тогда R=90 кОм. ВыбираемС8, С9 = 0,1 мкФ, С7=0,2 мкФ, R12=R13=90 кОм,R14=45 кОм.б) 0=1000 ГцПусть С=0,1 мкФ, тогда R=10 кОм. ВыбираемС8, С9 = 0,1 мкФ, С7=0,2 мкФ, R12=R13=10 кОм,R14=5 кОм.В качестве R14 выберем оптопару СФ-2-2 которая имеет Rт=47 кОм и Rсв=5 кОм, Uраб=10 В. Имея эти данные получим При принятом коэффициенте усиления равном 1 R9 должно быть много больше R8 (R9>>R8)Пусть R8=1 кОм, тогда R9 выбираем равным 620 кОм, оба МЛТ 0,25.Аналогичным образом подобраны R15 и R16.3. Расчет предварительного усилителя (неинвертирующего)
Для kU=1 R11, а при kU=2 R11R10.В качестве R11 выбираем оптопару ОЭП-9, где Rтемновое=109 Ом, Rсветовое=104 Ом, тогда R10=Rсветовому=10 кОм МЛТ 0,25 Е26 5%
5. подбор стабилитронастаб=Uвых Iстаб=(IБ)maxD 817А U=50.561.5 R=35Ом Imin=5A P=2Вт6. R34=(Uвых-Uстаб)((IБ)max+(Iстаб)min)=9.5(0.04+5)=47.88 ОмБерем 51Ом7. мощность R34PR34=(Uвых-Uстаб)2/R34= Вт Пусть РR34=2ВтРасчет выпрямителя для 60ВИсходные данныеUН=60В Iн=1,15(Iн)УМ=1,15А1. определим переменное напряжение на второй обмотке сетевого трансформатораUII=BUH, Где UH - постоянное напряжение на нагрузкеВ - коэффициент который зависит от тока нагрузки (таблица 1)Таблица 1
Выбираем В=1,8 тогда UII=114B2. по Iн определим Imax через каждый диод мостаIД=0,5СIн по таблице 2 С=1,7IД=0,51,71=0,85А 3. обратное напряжение приложенное к каждому диодуUобр=1,5Uн=90В4. подбираем диодыД 302 I=1A U=200B5. определим емкость конденсатора фильтраСФ=3200 , где kП - коэффициент пульсацийВыбираем kП=10-2С11=5333 мкФ выбираем 6200 мкФ100ВРасчитаем делитель на 35 В.Примем R49 равным 5 кОм, тогда R48 будет равно: кОм. R49 и R48 выберем из ряда Е 24.и R51 расчитываются аналогично.Расчет выпрямителя для 15ВИсходные данные:UН=15В Iн=nIОУ=120мА1. определим напряжение на второй обмотке сетевого трансформатораUII=BUH, из таблицы 2 подставим значение В=0,8 и получимUII=0,8UH=12В2. Imax через VDIД=0,5СIн
Как говорилось выше в данном курсовом проекте применена схема каскадного фильтра в котором первым каскадом является пассивный RC-фильтр, а вторым каскадом - многопетлевой активный фильтр второго порядка по схеме Баттерворта.Для того, чтобы обеспечить 60 дБ/дек в полосе задержания надо, чтобы частоты срезов обоих каскадов были одинаковы. Расчет ФНЧ.Пусть R1=R4=R3=R и C1=C2=C3=C.Возьмем С=0,1 мкФ, тогда МЛТ 0,25 с допущением 2% ряда Е26.2.2 Анализ и расчет режекторного фильтраРежекторный или заграждающий фильтр имеет АЧХ представленную в приложении на рисунке 4. Активный заграждающий фильтр может быть реализован на основе двойного Т-образного моста. Хотя двойной Т-образный мост сам по себе является заграждающим фильтром, его добротность составляет только 0,25. Ее можно повысить, если мост включить в цепь обратной связи ОУ. Один из вариантов такой схемы приведен на рисунке 5 в листе приложения. Сигналы высоких и низких частот проходят через двойной Т-образный мост без изменения. Для них входное напряжение фильтра равно Uвх. На резонансной частоте выходное напряжение равно нулю. Передаточная функция схемы на рисунке 5 приложения имеет вид: ,или учитывая, что р=1/RC,С помощью этого выражения можно непосредственно определять требуемые параметры фильтра. Задав коэффициент усиления неинвертирующего усилителя равным 1, получим Q=0,5. При увеличении коэффициента усиления добротность растет и стремиться к бесконечности, если 2.Расчет режекторного (заграждающего) фильтра.1) ,где С5=С6=С, С4=2С, R5=R6=R, R7=0.5R0=1..100 Гца) 0=1 ГцПусть С=0,1 мкФ, тогда R=10 МОм. ВыбираемС5, С6 = 0,1 мкФ, С4=0,2 мкФ, R5=R6=10 МОм,R7=5 МОм.б) 0=100 ГцПусть С=0,1 мкФ, тогда R=100 кОм. ВыбираемС5, С6 = 0,1 мкФ,
С4=0,2 мкФ, R5=R6=100 кОм,R7=50 кОм.В качестве R7 выберем оптопару ФСК-5 которая имеет Rт=5 МОм и Rсв=50 кОм, Uраб=5 В.Имея эти данные получим ,где С8=С9=С, С7=2С, R12=R13=R, R14=0.5R0=110..1000 Гца) 0=110 ГцПусть С=0,1 мкФ, тогда R=90 кОм. ВыбираемС8, С9 = 0,1 мкФ, С7=0,2 мкФ, R12=R13=90 кОм,R14=45 кОм.б) 0=1000 ГцПусть С=0,1 мкФ, тогда R=10 кОм. ВыбираемС8, С9 = 0,1 мкФ, С7=0,2 мкФ, R12=R13=10 кОм,R14=5 кОм.В качестве R14 выберем оптопару СФ-2-2 которая имеет Rт=47 кОм и Rсв=5 кОм, Uраб=10 В. Имея эти данные получим При принятом коэффициенте усиления равном 1 R9 должно быть много больше R8 (R9>>R8)Пусть R8=1 кОм, тогда R9 выбираем равным 620 кОм, оба МЛТ 0,25.Аналогичным образом подобраны R15 и R16.3. Расчет предварительного усилителя (неинвертирующего)
Пусть коэффициент усиления по напряжению предварительного усилителя изменяется от 1 до 2, а коэффициент усиления по напряжению усилителя мощности (УМ) будет равен 5, тогда изменяя kU предварительного усилителя в принятых пределах выходной коэффициент усилителя будет изменяться от 1 до 10.
Для kU=1 R11, а при kU=2 R11R10.В качестве R11 выбираем оптопару ОЭП-9, где Rтемновое=109 Ом, Rсветовое=104 Ом, тогда R10=Rсветовому=10 кОм МЛТ 0,25 Е26 5%
3.1 Расчет усилителя мощности
Усилитель мощности служит для усиления сигнала по мощности.Принципиальная схема УМ показана на рисунке ниже:Проведем расчет схемы.Епит =60 Впит=(Uвых)max+(Uкэ)min=50+10=60B(Uкэ)max=(Uвых)max+Eпит=110BПринимаем:(Iк)max>Iн, т.е. >1AМощность на VT1-VT3к=60ВтВыбор(Uкэ)доп>2Епит, т.е. >120B Iдоп=1АРк>60Втp-n-VT3 - KT865AЭти транзисторы имеют следующие параметрыкэ=400В к=10Ак=75Вт=60к0=2*IH=2А31=Eпит /(2* Iк0)=15 ОмСопротивление R21 выбирается из условия, что падение напряжения на нем в покое 510 В. Таким образом, R30=5 Ом. Сопротивления делителя напряжения на резисторах R27 - R29 принимаются равными между собой и находятся из следующего соотношения R27=R28=R29=(Eпит*)/(15* Iк0)=120 Ом R26=1 кОмТребуемый коэффициент усиления по напряжению определяется соотношением R25 / R24 =5. Таким образом R25=800 Ом R24=160 Ом. Диоды VD1,VD1 KD521A. 3.2 Расчет блока питанияСхема блока питания изображена в листе с принципиальной схемой избирательного усилителя.Расчет трансформатора питания1. ток через вторичную обмоткуIII=1.5IM=1.5A2. мощность потребляемая выпрямителем от вторичной обмоткиPII=UIIIII=1141.5=171ВтРасчет стабилизатора на 60В1. определим необходимое для работы стабилизатора входное напряжение при заданном выходномUвых=Uп+3Uвых=63В2. максимальная рассеиваемая мощность транзистораPmax=1.3(Uвых-Uп)Iн=3,9Вт3. выбираем VT7Pmax>3.9 Uкэ>3B Iк>1.15A-p-n П702 Р=4Вт Uкэ=60В Iк=2А min=25p-n-p П210А4. максимальный ток базы(IБ)max=5. подбор стабилитронастаб=Uвых Iстаб=(IБ)maxD 817А U=50.561.5 R=35Ом Imin=5A P=2Вт6. R34=(Uвых-Uстаб)((IБ)max+(Iстаб)min)=9.5(0.04+5)=47.88 ОмБерем 51Ом7. мощность R34PR34=(Uвых-Uстаб)2/R34= Вт Пусть РR34=2ВтРасчет выпрямителя для 60ВИсходные данныеUН=60В Iн=1,15(Iн)УМ=1,15А1. определим переменное напряжение на второй обмотке сетевого трансформатораUII=BUH, Где UH - постоянное напряжение на нагрузкеВ - коэффициент который зависит от тока нагрузки (таблица 1)Таблица 1
| | Iн,А | |||||
| | 0,1 | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1 |
| В | 0,8 | 1 | 1,2 | 1,4 | 1,5 | 1,7 |
| С | 2,4 | 2,2 | 2 | 1,9 | 1,8 | 1,8 |