Курсовая работа: Фильтр верхних частот Баттерворта
· Расчёт второго каскада (ФВЧ II) с параметрами
.
Рассчитать номинал ёмкости можно, воспользовавшись следующей инженерной формулой:
. .
Тогда (коэффициент в числителе подобран так, чтобы получить номинал ёмкости из стандартного ряда Е24). Итак С2 = 4.3 нФ.
Из (3.3) следует, что
.
Из (3.1) следует, что
.
Пусть . Итак С1 = 36 нФ.
Далее выбираем , а из (3.2) имеем:
.
Таблица 4.1– Номиналы элементов фильтра
Первый каскад | |||||||||||
Наим. эл. | R1, кОм | R2, кОм | R3, кОм | C1, нФ | |||||||
Расчёт | 200 | 10 | 43.1 | 1.59 | |||||||
Е24 | 200 | 10 | 43 | 1.6 | |||||||
Второй каскад | |||||||||||
Наим. эл. | R1, кОм | R2, кОм | R3, кОм | R4, кОм | R5, кОм | C1, нФ | C2, нФ | ||||
Расчёт | 41.93 | 27.56 | 43 | 10 | 74.03 | 36 | 4.3 | ||||
Е24 | 42 | 28 | 43 | 10 | 75 | 36 | 4.3 |
Из данных таблицы 4.1мы можем приступить к моделированию схемы фильтра.
Это мы делаем при помощи специальной программы Workbench5.0.
Схема и результаты моделирования приведены на рис.4.1. и рис.4.2,а-б.
Рисунок 4.1 – Схема ФВЧ Баттерворта третьего порядка.
а)
б)
Рисунок 4.2– Результирующие АЧХ (а) и ФЧХ (б) фильтра.
5. Методика настройки и регулирования разработанного фильтра
Чтобы в реальном фильтре обеспечивалась нужная АЧХ, сопротивления и емкости нужно выбирать с большой точностью.
Это очень просто сделать для резисторов, если их брать с допуском не более 1%, и тяжелее для емкостей конденсаторов, потому что допуски у них в районе 5-20%. Из-за этого сначала рассчитывается емкость, а потом рассчитывается сопротивление резисторов.
5.1 Выбор типа конденсаторов
· Выберем низкочастотный тип конденсаторов в силу их меньшей стоимости.
· Необходимы небольшие габариты и масса конденсаторов
· Выбирать конденсаторы нужно с как можно меньшими потерями (с маленьким тангенсом угла диэлектрических потерь).
Оптимальными по этим требованиям можно считать конденсаторы типа К10-17а – низкочастотные керамические конденсаторы с малыми МГП, имеющие изоляцию, однако имеют сравнительно высокие потери и частотно-зависимый тангенс угла диэлектрических потерь.