Частотные фильтры электрических сигналов Содержание 1 Введение 3 2 Исходные данные для расчета пассивных RC-фильтров4 3 Расчет параметров элемента фильтра5 4 Вывод8 Приложение А9 Приложение Б10 Список использованных источников11 1 Введение Частотные фильтры электрических сигналов (далее – фильтры) предназначены для повышения помехоустойчивости различных электронных устройств и систем, в том числе и систем управления на их основе. Они широко применяются в автоматике, радиотехнике, измерительной технике, технике связи, электронной вычислительной технике и т.д. Фильтры обеспечивают выделения сигнала из помех при наличии отличий в их частотных спектрах. Идеальные фильтры не ослабляют сигнал в полосе пропускания и полностью исключают прохождение сигнала в полосе задержания, обладая бесконечно большой крутизной амплитудно-частотной характеристики на частоте среза. Аналогичные параметры реальных фильтров конечны и зависят как от применяемых электрорадиоэлементов (в дальнейшем – элементов схемы или просто – элементов), так и от схемотехнических решений. Классифицируют фильтры в основном, учитывая: - вид амплитудно-частотной характеристики (в зависимости от полосы пропускания и полосы задержания); - структуру схемы (Г -, Т -, П - структуры и т.д.); - применяемые элементы (RC - фильтры, LC - фильтры, кварцевые фильтры, электромеханические фильтры и т.д.); - особенности построения схем параллельного и последовательного плеча (фильтры типа К и M); - отсутствие или наличие в схеме фильтра источника энергии (пассивные и активные фильтры) и т.д. [1] 2 Исходные данные для расчета пассивных RC -фильтров Вариант 15 Тип фильтра ФНЧ Структура фильтра Т С , нФ 39,1 fc , кГц 4,4 R, кОм ? 3 Расчет параметров элемента фильтра Дано: С =39.1 нФ fc = 4 .4 кГц R =? Рисунок 1– Исходная Г-структура фильтра нижних частот Схема электрическая принципиальная ФНЧ RC-типа Г-структуры (см. приложении А). Частота среза RC-фильтра Г-структуры определяется по формуле: Для Г-структуры: С = 39,1 нФ R = 9,26 кОм Обозначение Расчетные (исходные) данные Номинальное значение (Е24) C 39,1 нФ 39 нФ R 9,26 кОм 9,26 кОм Рисунок 2 – Т-структура фильтра нижних частот Для Т-структуры: С =39 нФ R 1, R 2= R /2 = 9,26/2=4,63 кОм Обозначение Расчетные (исходные) данные Номинальное значение (Е24) C 39,1 нФ 39 нФ R 4,63 кОм 4,7 кОм Переводим в Г-структуру: С = 39 нФ R = 4700х2=9400 Ом Произведем перерасчет частоты среза фильтра с выбранным значением сопротивления: Определим абсолютную погрешность частоты среза фильтра: Определим относительную погрешность частоты среза фильтра: Схема электрическая принципиальная ФНЧ RC-типа Т-структуры (см. приложении Б). 4 Вывод Относительная погрешность частоты среза фильтра при замене не превышает 5%, отсюда следует, что полученная частота среза равна расчетной. Список использованных источников 1. Коротченко Ю.И. Частотные фильтры электрических сигналов: пассивные фильтры. Практическое руководство по выполнению расчетно-графической работы. - Оренбург: ГОУ ОГУ, 2005.- 21 с. 2. ГОСТ 2.701-84 ЕСКД. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению. – Взамен ГОСТ 2.701-76. Введен 01.07.1985. – М.: Издательство стандартов, 1985. – 16 с. 3. ГОСТ 2.702-75 ЕСКД. Правила выполнения электрических схем. – Взамен ГОСТ 2.702-69. Введен 01.07.1977. – М.: Издательство стандартов, 1985. – 31 с. 4. ГОСТ 2.721-74 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения. – Взамен ГОСТ 2.721-68, ГОСТ 2.783-69. Введен 01.07.1975. – М.: Издательство стандартов, 1983. – 22 с. 5. ГОСТ 2.728-74 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Резисторы, конденсаторы. – Взамен ГОСТ 2.728-68, ГОСТ 2.729-68, ГОСТ 2.747-68. Введен 01.07.1975. – М.: Издательство стандартов, 1983. – 22 с. Приложение А