Анализ и синтез электрических фильтров

Содержание

1. Задание

2. Разложение периодического сигнала на гармоники

3. Расчет фильтра для полосы частот с согласованием его на выходе с сопротивлением нагрузки Rн.

4. Расчет передаточной функции по напряжению Ku(p), графики АЧХ и ФЧХ фильтра.

5. Вычислить и построить график выходного напряжения фильтра при полученном в пункте 2 периодическом входном сигнале. >6. Выполнить расчет переходной характеристики фильтра и интеграла от нее с учетом сопротивления нагрузки.

7.Считая, что на входе фильтра действует одиночный импульс той же формы, что и в пункте 2, вычислить его воздействие и построить график этого отклика. Сравнить его с выходным сигналом полученным в пункте 5.

8. Вывод

9. Список использованной литературы.

Приложение.

1. Задание

2. Получить от преподавателя вариант задания, состоящего из типа фильтра и типа испытательного сигнала.

3. Испытательный сигнал разложить в тригонометрический ряд Фурье, используя пакет MATLAB 6.5(7.0) и m-file: Fourier.m .

4. Для заданного варианта рассчитать фильтр, обеспечив его согласование на выходе с сопротивлением нагрузки .

5. Для полученного фильтра составить выражение для передаточной функции по напряжению и по ней с помощью пакета MATLAB 6.5(7.0) и m-file: afchx.m вычислить и построить графики АЧХ и ФЧХ.

6. Вычислить и построить график выходного напряжения фильтра при полученном в пункте 2 периодическом входном сигнале. При этом необходимо использовать значения АЧХ и ФЧХ, найденные в пункте 4.

7. Выполнить расчет переходной характеристики фильтра и интеграла от нее с учетом сопротивления нагрузки.

8. Считая, что на входе фильтра действует одиночный импульс той же формы, что и в пункте 2, вычислить с помощью интеграла Дюамеля отклик на его воздействие и построить график этого отклика. Сравнить его с выходным сигналом, полученным в пункте 5.

9. Оформить пояснительную записку в соответствии с установленными требованиями.

Задание:

Таблица 1.1

Тип испытательного сигнала № 8 (рис 1.1)

Рис 1.1 Испытательный сигнал

2. Разложение периодического сигнала на гармоники

В данном случае необходимо разложить периодический сигнал (напряжения) в тригонометрический ряд Фурье.

,

где

,

,

- период,

,- функции, составляющие ортогональный базис.

Разложение справедливо для периодических функций (), заданных на всей числовой оси до .

Данную функцию нельзя разложить в тригонометрический ряд Фурье, так как она не периодическая. Доопределим данную функцию на всю числовую ось (рис. 2.1). В данном случае функция не является ни чётной, ни нечётной. Для такого сигнала справедливо общее разложение, содержащее постоянную составляющую, косинусы и синусы.

Кроме периодичности полученная функция удовлетворяет всем условиям теоремы Дирихле:

1. она непрерывна на отрезке и имеет конечное число точек разрыва первого рода;

2. она имеет конечное число экстремумов на этом отрезке.

Следовательно, к полученной функции можно применить разложение в тригонометрический ряд Фурье.

Рис. 2.1

Запишем аналитическое выражение для данной функции:

Вычислим с помощью пакета MATLAB 6.5(7.0) и m-file: Fourier.m коэффициенты Фурье для двадцати гармоник.

Таблица2.1

Результатов вычислений:

Частота первой гармоники: .

Таким образом мы получили разложение:

.

Рис 2.2 График напряжения на входе

 Скачать реферат