Приклад оформлення розрахунково-графічної роботи

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

ПОЛТАВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ ЮРІЯ КОНДРАТЮКА

Факультет інформаційних та телекомунікаційних технологій і систем

Кафедра комп’ютерної інженерії

РОЗРАХУНКОВО-ГРАФІЧНА РОБОТА

з навчальної дисципліни

«ТЕОРІЯ ЕЛЕКТРИЧНИХ КІЛ ТА СИГНАЛІВ»

на тему

«РОЗРАХУНОК ARC-ФІЛЬТРА»

Студента курсу групи

напряму підготовки

^{(прізвище та ініціали)}

Керівник

^{(посада, вчене звання, науковий ступінь, ПІБ)}

Національна шкала

Кількість балів: Оцінка: ЕСТS

Полтава – 2012
ЗАВДАННЯ НА РОЗРАХУНОК ARC-ФІЛЬТРА

Розрахувати фільтр НЧ із максимально гладкою характеристикою, яка відповідає наступним вимогам:

1) смуга пропускання: 0 < f < f _п = 3,3 кГц;

2) затухання в смузі пропускання: а < A _{p max} = 1,5 Дб;

3) смуга затримки: 3,8 кГц = f ₃< f < ¥;

4) мінімально припустиме затухання в смузі затримки: A _p _min = 38 Дб;

5) коефіцієнт передачі ФНЧ у смузі пропускання | K ₀| = 1,0;

6) R _вх = 55 кОм.

Реалізацію ФНЧ виконати ланками на основі операційного підсилювача з інвертуючим входом. Визначити передавальну функцію ФНЧ і побудувати частотну залежність робочого затухання. Забезпечити високу стабільність частотних характеристик фільтра.

РОЗРАХУНОК ФІЛЬТРА

За формулою

де Ω ₃ = f_з/f_п =1,25, Е = = 0,64 – рівень нерівномірності,

знаходимо порядок апроксимуючої функції, який дорівнює 20.

За співвідношенням р _k = , k = 1, 2, … m

розраховуємо значення полюсів p _i = λ _i + j Ω_i апроксимуючої функції.

Оскільки m = 20, то фільтр реалізується десятьма ланками другого порядку.

Визначимо величини параметрів ланок, використовуючи формули

, , ,

де і – номер ланки фільтра, λ _і – дійсна частина, Ω_і – уявна частина відповідного кореня.

Результати розрахунків заносимо в таблицю 1.

Таблиця 1

№ ланки	p	ω ₀	f ₀, кГц	d	K ₀
	-1,02±0,08j	1,022	3,18	1,00
	-0,99±0,24j	1,022	3,18	0,97
	-0,94±0,39j	1,022	3,18	0,92
	-0,87±0,53j	1,022	3,18	0,85
	-0,78±0,66j	1,022	3,18	0,76
	-0,66±0,78j	1,022	3,18	0,65
	-0,53±0,87j	1,022	3,18	0,52

Продовження таблиці 1

-0,39±0,95j	1,022	3,18	0,38
-0,24±0,99j	1,022	3,18	0,23
-0,08±1,02j	1,022	3,18	0,08

За формулами для ланки ФНЧ визначаємо співвідношення ємностей конденсаторів та опорів резисторів:

(приймаємо | K _{0 i}| = 1).

Виходячи з властивостей операційного підсилювача маємо R ₁ << R _{вх ОП}. Згідно цього приймаємо R ₁ = 0,1 R _{вх ОП}, задаємося значенням R ₁ = 5,5 кОм і розраховуємо за формулами:

, , , .

Результати обчислень заносимо в таблицю 2.

Таблиця 2

№ ланки	С ⁰_min	R ⁰	R ₂, кОм	R ₁, кОм	R ₀, кОм	C ₂, нФ	C ₁, нФ
	2,11	0,48	11,55	5,50	10,50	4,32	9,13
	2,12	0,50	11,00	5,50	11,00	4,42	9,36
	2,34	0,50	11,00	5,50	11,00	4,20	9,85
	2,75	0,50	11,00	5,50	11,00	3,88	10,67
	3,46	0,50	11,00	5,50	11,00	3,46	11,97
	4,74	0,50	11,00	5,50	11,00	2,96	14,01
	7,33	0,50	11,00	5,50	11,00	2,38	17,42
	13,66	0,50	11,00	5,50	11,00	1,74	23,78
	36,70	0,50	11,00	5,50	11,00	1,06	38,99
	324,90	0,50	11,00	5,50	11,00	0,36	116,00

Після розрахунку номіналів елементів фільтра зображуємо принципову схему фільтра (додаток А).

Для побудови графіка робочого загасання необхідно:

1. З урахуванням визначених номіналів конденсаторів та резисторів розрахувати для кожної ланки наступні параметри:

Результати розрахунків занести в таблицю 3.

Таблиця 3

№ ланки	2 d	ω ₀

2. Для кожної ланки з урахуванням виразу передавальної функції ланки ФНЧ

з урахуванням параметрів, представлених в таблиці 3, визначити передавальні функції кожної ланки.

Результати занести в таблицю 4.

Таблиця 4

№ ланки	H _i(p)

3. На основі отриманих передавальних функцій, замінивши оператор р на оператор j 2 πf, отримати комплексну передавальну функцію кожної ланки.

Результати занести в таблицю 5.

Таблиця 5

№ ланки	H_i(j2πf)



	Продовження таблиці 5

4. На основі отриманих комплексних передавальних функцій кожної ланки виразити комплексну передавальну функцію усього фільтра

5. Використовуючи комплексну передаточну функцію фільтра, визначити характеристичне робоче загасання фільтра

6. Будуємо графік характеристичного робочого загасання.

Рисунок 1

ВИКОРИСТАНА ЛІТЕРАТУРА

1. Коваль Ю.О., Гринченко Л.В., Милютченко О.І. Основи теорії кіл. – Ч.1: Навч. підручник. – Харків: ТОВ «Компанія СМІТ», 2006. – 492 с.

2. Куликовский А.А. Справочник по теоретическим основам радиоэлектроники. – Том 2. – М.: Энергия, 1977.

Додаток А

C ₁₀

R ₁₄

C ₉

R ₁₅