МОДЕЛЮВАННЯ ФІЛЬТРУ НА СХЕМАТЕХНІЧНОМУ РІВНІ В СИСТЕМІ ELECTRONIC WORKBENCH У ЧАСТОТНІЙ І
7 МОДЕЛЮВАННЯ ФІЛЬТРА НА СХЕМАТЕХНІЧНОМУ РІВНІ В СИСТЕМІ ELECTRONIC WORKBENCH У ЧАСТОТНІЙ І ТИМЧАСОВІЙ ОБЛАСТЯХ (ВИМІР АЧХ, ФЧХ, ЧРЗ, ЇХ, ПХ)
Програма «Electronic Workbench» призначена для синтезу та аналізу дискретних та аналогових схем на основі стандартних компонентів, що входять до базового набору програми, використовуються також при застосуванні створених користувачем блоків.
Зберемо в Electronics Workbench принципову схему, визначену додатком А. Задамо в схемі розраховані розділ 6 номінали елементів.
Рисунок 7.1 Електрична схема системи фільтрації
За допомогою вимірювача частотних характеристик виміряємо АЧХ, ФЧХ та ХРЗ.
Малюнок 7.2 АЧХ ПФ
Малюнок 7.3 ФЧХ ПФ
Малюнок 7.4 ХРЗ ПФ
Малюнок 7.5 Імпульсна характеристика ПФ
Малюнок 7.6 Перехідна характеристика ПФ
Виміряні характеристики схожі на характеристики, побудовані в розділі 5 (рисунки 5.8-5.10, 5.12-5.13). Отже, можна зробити висновок про коректне проектування пристрою фільтрації на функціональному та схемотехнічному рівнях.
8 ВИМІР АЧХ ФІЛЬТРА В СИСТЕМІ ELECTRONIC WORKBENCH ЗА ДОПОМОГОЮ ЛЧМ СИГНАЛУ
У сигналів з лінійною частотною модуляцією частота коливання змінюється за гармонійним, а, по лінійному закону. При проходженні через лінійну ланку крім модуляції частоти за лінійним законом вони додатково набувають амплітудної модуляції. Тому огинаюча ЛЧМ сигналу змінюється згідно із законом амплітудно-частотної характеристики лінійної ланки.
Зберемосхему генератора ЛЧМ сигналу, що складається з генератора сигналу синусоїдальної форми, керованого напругою, генератора напруги, що лінійно змінюється, вихід якого підключений до керуючого входу генератора сигналу синусоїдальної форми. Як генератор лінійно змінної напруги використовуємо генератор напруги пилкоподібної форми, керований напругою, до входу, що управляє, якого підключений джерело постійної напруги.
Сформований ЛЧМ сигнал подамо на вхід фільтра, сигнал від генератора пилкоподібної напруги - на вхід синхронізації осцилографа. Принципова схема вимірювання АЧХ ПФ з допомогою ЛЧМ-сигналу наведено малюнку 7.1.
Малюнок 8.1 Принципова схема вимірювання АЧХ ПФ з допомогою ЛЧМ-сигналу
Розглянемо ЛЧМ-сигнал на вході та виході ФНЧ
Малюнок 8.2 – ЛЧМ-сигнал на вході та виході ПФ
З малюнка 8.2 видно, що огинає вихідного сигналу відповідає формі амплітудно-частотної характеристики ПФ, що проектується.
У цій роботі спроектований смуговий фільтр восьмого порядку з апроксимацією Чебишева. Як схемну реалізацію використано чотири ланки структури Рауха. Даний фільтр має хорошу стабільність характеристик і низький вихідний повний опір, проте неможливо досягти високого значення добротності Q без значного розкиду значень елементів і високої чутливості до їх зміни. Таким чином, його можна відразу з'єднувати каскадно з іншими ланками для реалізації більш високого фільтра порядку.
У цій роботі було розглянуто моделювання фільтра на функціональному рівні і були визначені його характеристики в тимчасовій та частотній областях, які відповідають теоретичним відомостям профільтри. В результаті моделювання на схемотехнічному рівні було знято розраховані характеристики за допомогою вимірювальних приладів та відзначено їх відповідність технічним вимогам. Крім того, була можливість переконатися в правильності виведення операторної функції та розрахунку електричних елементів.
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1 Chip-news [Електронний ресурс]. Режим доступу: www.chip-news.ru/archive/chipnews/200810/Article_05.pdf
2 Window.edu [Електронний ресурс]. Режим доступу: http://window.edu.ru/window_catalog/pdf2txt?p_id=42321&p_page=4
3 Лем, Г. Аналогові та цифрові фільтри. Розрахунок та реалізація. / Г. Лем. - Москва: Світ, 1982-589 с.
4 Dspsystem [Електронний ресурс]. Режим доступу: www.dspsystem.narod.ru/content/filters/ch2/ch2.html
5 Антонью, А. Цифрові фільтри: аналіз та проектування. / А. Антоній - Пер. з англ.-М.: Радіо та зв'язок.1983.-320 с.