Аналоговый фильтр Баттерворта
Задание на курсовую работу
В процессе выполнения задания необходимо:
а) привести структурную схему АЦП с передискретизацией и описать назначение каждого элемента этой схемы;
б) по данным таблицы 1 (в соответствии с вариантом задания, № варианта определяется № студента в списке группы ) выбрать данные для расчета аналогового фильтра нижних частот (АФНЧ) Расчет характеристик фильтра ведется по заданным значениям неравномерности группового времени запаздывания (Amax, дБ) в полосе пропускания (граничная частота fPP ) и требуемому затуханию (Amin, дБ) на граничной частоте полосы непропускания (fpn) (рис. 5)
Рисунок 5
в) рассчитать минимальный порядок АФНЧ Баттерворта;
г)для фильтра рассчитать с помощью программной среды MathCAD амплитудно-частотную (АЧХ), фазо-частотную (ФЧХ) характеристики и зависимость группового времени запаздывания от частоты (ф(w));
д) сравнить полученные значения времени запаздывания с нормами для звуковых сигналов в радиовещательных трактах (таблица 2). Если полученные значения для АФНЧ Баттерворта удовлетворяют нормам, то переходите к выполнению пункта е). Если полученные значения для обоих типов АФНЧ не удовлетворяют нормам, то необходимо для АФНЧ Чебышева уменьшить требования к АФНЧ по Amin на 2-10 дБ пока требования не будут удовлетворяться и повторить расчеты;
е) произвести расчеты элементов схемы аналогового фильтра и составить ее.
ж) произвести анализ полученных результатов.
№ |
1 |
|
Amin, дб |
20 |
|
Amax, дб |
3 |
|
wn |
1,6 |
|
fв, кГц |
5 |
|
Тип АФНЧ |
Б |
Пояснения к обозначениям в таблице 1, 2.
-fв ( обычно fPP = fв )- верхняя частота звукового сигнала, соответствует граничной полосы пропускания ФНЧ (обычно при расчете фильтра принимается в качестве нормирующей частоты);
-Аmin - рабочее затухание на граничной частоте полосы непропускания АФНЧ (выбирается равной половине частоты дискретизации fд из таблицы 3);
- Аmax - неравномерность затухания в полосе пропускания АФНЧ;
- fд - исходная частота дискретизации (fд ? 2fв);
В таблице 2 заданы нормы на групповое время запаздывания (фd) для ряда частот в соответствии со стандартами для трактов радиовещательных сигналов.
В таблице 1 в строке «тип фильтра» букве Б соответствует фильтр Баттерворта.
f, Гц |
40 |
75 |
100 |
6400 |
7000 |
14000 |
15000 |
|
фd, мс |
55 |
24 |
20 |
5 |
10 |
8 |
12 |