Полосовой фильтр - фильтр, пропускающий частоты, находящиеся в некоторой полосе частот между граничными левой и правой частотами. Область частот пропускаемых колебаний, для которых модуль коэффициента передачи равен некоторой величине с заданной точностью, называется полосой пропускания (ПП). Область частот задерживаемых колебаний, для которых модуль коэффициента передачи не превосходит некоторого заданного значения, называется полосой задерживания (ПЗ). Между полосой пропускания и полосой задерживания лежит переходная область (ПО).
Метод расчета фильтра по рабочим параметрам позволяет получить заданную частотную характеристику фильтра, в основе которой лежит характеристика рабочего затухания (ХРЗ):
, (2.1)
где характеристика рабочего затухания, дБ;
модуль коэффициента передачи фильтра, дБ;
неравномерность в ПП, %;
функция фильтрации (аппроксимация в ПП).
Общий вид характеристики рабочего затухания полосового фильтра изображён на рисунке 2.1:
Рисунок 2.1 - Общий вид характеристики рабочего затухания полосового фильтра
Как видно из этого рисунка, ХРЗ ПФ имеет пять областей: первая - нижняя полоса задерживания, вторая - нижняя переходная область, третья - полоса пропускания, четвёртая - верхняя переходная область и последняя, пятая, - верхняя полоса задерживания. Здесь - нижняя (верхняя) граничная частота полосы задерживания;
- нижняя (верхняя) граничная частота полосы пропускания;
- гарантирование пропускание в полосах задерживания;
- неравномерность ХРЗ в полосе пропускания. Характеристика считается заданной, если известны все приведенные параметры.
На начальном этапе проектирования полосового фильтра мы должны преобразовать модель ФНЧ-прототипа в модель ПФ. Затем следует этап нормирования коэффициентов. В методике расчёта фильтра по рабочим параметрам используется нормализованный расчёт, при котором реальная область частот нормируется относительно среднегеометрической центральной частоты. Далее осуществляется операция денормирования коэффициентов полученного ПФ. Затем производится расчёт и построение частотно-временных характеристик нормированной и денормированной модели. Среднегеометрическая центральная частота ПП находится по формуле:
(2.2)
Передаточную функцию полосового фильтра можно получить из передаточной функции нормированного фильтра нижних частот, заменив p на A(p+1/p). В этом выражении A - постоянная преобразования, которая характеризует относительную полосу пропускания фильтра.
(2.3)
где (2.4)
Осуществляя указанную замену и выполняя последующие преобразования, получают модель нормированного ПФ соответственно вида:
Читайте также
Проектирование радиорелейной линии связи
Радиорелейная связь - один из видов радиосвязи, образованной
цепочкой приёмо-передающих (ретрансляционных) радиостанций. Наземная
радиорелейная связь осуществляетс ...
Разработка микропроцессорного контроллера для контроля ритма дыхания больного
В последнее время микропроцессорные средства
вычислительной технике стало широко применяться в приборах бытовой техники,
различных контрольно-измерительных устройствах, системах управлен ...
Проектирование системы автоматического управления очистки стекла спортивного самолета
Задачи
по управлению тем или иным явлением или процессом, возникающие в повседневной
практической деятельности человека обширны и многообразны.
Управление
можно определить как совоку ...