Реферат: Синтез частотно-избирательного фильтра
Порядок, нули и полюсы ФНЧ-прототипа
Минимальный порядок ФНЧ-прототипа, необходим для того, чтобы его АЧХ укладывались в коридор допусков, определяется с помощью специальных графиков, которые можно найти в справочнике. Из нужной таблицы и подходящей строки необходимо выписать нормированные координаты нулей и полюсов. Нули лежат на мнимой оси плоскости комплексной частоты .
Нули и полюсы синтезируемого фильтра
Пересчет координат нулей и полюсов ФНЧ-прототипа в соответствующие параметры синтезируемого фильтра осуществляется по формулам, приведенным в таблице 2.4.[2] При этом следует обратить внимание на следующие моменты:
1. Данные формулы получены на основе правил замены комплексных переменных при переходе от ФНЧ-прототипа к другим видам фильтров;
2. Каждый полюс или нуль при переходе от ФНЧ-прототипа к ППФ или ПЗФ порождает два полюса или два нуля, так что порядок синтезируемого фильтра по сравнению с прототипом увеличивается в два раза;
3. Помимо нулей, вычисленных по приведенным формулам, появляются дополнительные нули , количество которых (кратность) равна разности между числом полюсов
и нулей
в ФНЧ-прототипе; сказанное справедливо для ФВЧ и ППФ и обусловлено пересчетом в начало координат
- плоскости
- кратного нуля ФНЧ-прототипа, расположенного в бесконечности;
4. При переходе к ПЗФ каждый из нулей ФНЧ-прототипа, находящихся в бесконечности, пересчитывается в пару нулей
;
5. В результате пересчетов оказывается, что для ФНЧ и ПЗФ количество нулей равно количеству полюсов, а для ППФ число нулей на меньше число полюсов;
6. При вычислении полюсов ППФ и ПЗФ группируются значения и
с разными индексами "+" и "–", в результате чего полюс, расположенный на
- плоскости ближе к мнимой оси, имеет меньшую частоту.
Передаточная функция и АЧХ.
Располагая координатами нулей и полюсов синтезируемого фильтра, можно записать передаточную функцию:
, (2.1)
где - количество нулей,
- количество полюсов синтезируемого фильтра,
- нормировочный коэффициент. Диаграмма нулей и полюсов определяет передаточную функцию с точностью до постоянного множителя, но на форму АЧХ это не оказывает влияния. АЧХ удобно представлять в нормированном виде. С этой целью коэффициент
выбирается таким, чтобы
. Значения коэффициента
для различных видов приведены в таблице 2.5.[3] В ней
- это коэффициент, взятый из последней колонки таблицы справочника,
- параметр преобразования для ППФ и ПЗФ,
- порядок ФНЧ-прототипа. Итак, для фильтра Чебышева ППФ значение коэффициента
.
Расчет.
Заданные технические требования представлены как Таблица 1.
Таблица 1
Тип фильтра |
|
|
|
|
|
|
Чебышев | 35 | 1.25 | 100 | 120 | 150 | 50 |
Отталкиваясь от таблицы 2.1[4] , рассчитаем нормированные частоты синтезируемого фильтра:
,
;
,
;
,
;
,
;
,
;
,
;