Полосовой фильтр представляет собой устройство, которое пропускает сигналы в диапазоне частот с шириной полосы BW, расположенной приблизительно вокруг центральной частоты fo (Гц) или wo=2πfo (рад/с). На рис. 9 изображены идеальная и реальная амплитудно-частотные характеристики. В реальной характеристике частоты wL и wU представляют собой нижнюю и верхнюю частоты среза и определяют полосу пропускания wL≤w≤wU и ее ширину BW=wU.- wL
Рис. 9. Идеальная и реальная амплитудно-частотные характеристики полосового фильтра.
В полосе пропускания амплитудно-частотная характеристика никогда не превышает некоторого определенного значения, например А1 на рис. 9. Существует также две полосы задерживания 0≤w≤w1 и w≥w2, где значение амплитудно-частотной характеристики никогда не превышает заранее выбранного значения, скажем A2. Диапазоны частот между полосами задерживания и полосой пропускания, а именно w1<w<wL и wU<w<w2, образуют соответственно нижнюю и верхнюю переходные области, в которых характеристика является монотонной.
Передаточные функции полосовых фильтров можно получить из нормированных функций нижних частот переменной s с помощью преобразования
(21)
Отношение Q=wo/BW характеризует качество самого фильтра и является мерой его избирательности. Высокому значению Q соответствует относительно узкая, а низкому значению Q — относительно широкая ширина полосы пропускания. Коэффициент усиления фильтра К определяется как значение его амплитудно-частотной характеристики на центральной частоте; таким образом K=│H(jwo)│.
В каждом случае центральная частота и частота среза связаны следующим соотношением:
,
где
(22)
Путем последовательного соединения ФНЧ и ФВЧ получаются полосовые фильтры с широкой полосой пропускания. При этом частота среза фильтра нижних частот должна быть выше частоты среза верхних частот и лишь в частном случае эти частоты могут быть взяты равными.
Исходные данные для курсовой работы:
порядок фильтра – 4
граничные частоты фильтра – 100Гц, 18кГц;
коэффициент передачи по напряжению – 1;
Анализируя рассмотренный материал, делаем вывод, что наиболее подходящим в нашем случае будет использование фильтра Баттерворта, реализованного схемой на ИНУН.
Полосовой фильтр четвертого порядка можно реализовать, соединив каскадно два НЧ и два ВЧ фильтра вторых порядков (п. 4.1).
Рис. 10. Активный полосовой фильтр 4-го порядка.
Рассчитаем в отдельности НЧ и ВЧ фильтры, используя методику, рассмотренную в п.2.4 и 3.3.
Другое по теме:
Проектирование беспроводной сети Wi-Fi Во всем мире стремительно растет потребность в беспроводных соединениях, особенно в сфере бизнеса и IT технологий. Пользователи с беспроводным доступом к информации всегда и везде могут работать гораздо более производительно и эффективно, ч ...