Исследование фильтров Баттерворта - файл n1.docx

Исследование фильтров Баттерворта
Скачать все файлы (157.4 kb.)

Доступные файлы (1):
n1.docx158kb.01.04.2014 06:30скачать

n1.docx

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Карагандинский государственный технический университет
Кафедра ТСС

Лабораторная работа №2

Исследование фильтров Баттерворта

Вариан №5

Выполнил:
Проверил: Калиаскаров Н. Б.

Караганда-2012
Цель работы: Изучить принцип работы фильтров Баттерворта.

Содержание лабораторной работы: Получить при помощи программы Nuhertz Filter схему фильтра Баттерворта (значения фильтра для каждого варианта указаны в таблице 1), определить его передаточную функцию, получить частотные и временные характеристики, а также найти коэффициент отражения фильтра и определить полюса и нули фильтра.

Краткие теоретические сведения: Амплитудно-частотная характеристика является основной характеристикой любого фильтра. У фильтра Баттерворта амплитудно-частотная характеристика максимально гладкая на частотах полосы пропускания. Стоит отметить, что не все фильтры обладают таким свойством. Впервые аналогичные фильтры были описаны британским инженером Стефаном Баттервортом в статье «О теории фильтрующих усилителей», изданная в журнале Wireless Engineer в 1930 году. У фильтров Батерворта на частотах полосы пропускания амплитудно-частотная характеристика максимально гладкая и снижается почти до нуля на частотах полосы подавления. Если на логарифмической амплитудно-фазовой частотной характеристике отображать частотный отклик фильтра Баттерворта, то тогда амплитуда снижается к минус бесконечности на частотах полосы подавления.

Скорость затухания амплитудно-частотной характиристики фильтра зависит от его порядка. Например для фильтра Баттерворта первого порядка амплитудно-частотная характеристика затухает со скоростью -6 децибел на октаву (или -20 децибел на декаду), для фильтра Баттерворта второго порядка амплитудно-частотная характеристика затухает на -12 дБ на октаву, для фильтра третьего порядка — на -18 дБ и так далее. Следует помнить, что все фильтры первого порядка независимо от типа идентичны и имеют одинаковый частотный отклик.

Амплитудно-частотная характеристика фильтра Баттерворта является монотонно убывающей функций частоты и как было сказано выше, фильтр Баттерворта – единственный из фильтров, сохраняющий форму амплитудно-частотной характиристики для более высоких порядков (за исключением более крутого спада характеристики на полосе подавления), тогда как многие другие разновидности фильтров (фильтр Бесселя, фильтр Чебышева, эллиптический фильтр) имеют различные формы амплитудно-частотной характиристики при различных порядках.

Чтобы определить какой порядок у фильтра, необходимо просто посчитать количество конденсаторов и индуктивных катушек полученной схемы.

Передаточная функция – дифференциальный оператор, показывающий зависимость выходного сигнала фильтра от входного.

ВЧ фильтр - электронный или любой другой фильтр, пропускающий высокие частоты входного сигнала, при этом подавляя частоты сигнала ниже частоты среза. Степень подавления зависит от конкретного типа фильтра.

Простейший электронный фильтр верхних частот состоит из последовательно соединённых конденсатора и резистора. Конденсатор пропускает лишь переменный ток, а выходное напряжение снимается с резистора.

Подобный фильтр используется для выделения высоких частот из сигнала и часто используется в обработке аудиосигналов. Ещё одно важное применение фильтра верхних частот — устранение лишь постоянной составляющей сигнала, для чего частоту среза выбирают достаточно низкой.

Используется также последовательное включение фильтра верхних частот с фильтром нижних частот (ФНЧ). Если при этом частота среза ФВЧ меньше, чем частота среза ФНЧ (то есть, имеется диапазон частот, в котором оба фильтра пропускают сигнал), получится полосовой фильтр (используется для выделения из сигнала определённой полосы частот).
Выполнение задания:

Полоса пропускания: 0.5 МГц

Частотный диапазон: 0.5-20 МГц

Номер порядка: 3

Класс фильтра: НЧ
Передаточная функция:



Временная характеристика:


Частотная характеристика:



Полюса и нули фильтра:


Коэффициент отражения фильтра:



Принципиальная схема фильтра:

Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации