Основы теории цепей. Вариант 8 и 33, семестр 3

На входе полосового фильтра действуют периодические прямоугольные радиоимпульсы (рис. 1.1) с параметрами: tи – длительность импульсов, Tи – период следования; Tн – период несущей частоты; Umн – амплитуда несущего колебания, имеющего форму гармонического uн(t) = Umн × coswнt.
Требуется рассчитать двусторонне нагруженный пассивный полосовой LC-фильтр и активный полосовой RC-фильтр для выделения эффективной части спектра радиоимпульсов, лежащей в полосе частот от (fн – 1/tи) до (fн + 1/tи) (главный «лепесток спектра»). График модуля спектральной функции U(f) = |U(jf)| радиоимпульса приведен на рис. 1.2. Спектр имеет дискретный характер, поэтому частоты fп1 и fп2 границы полосы пропускания фильтров определяются крайними частотами в главном «лепестке спектра». Частоты fз1 и fз2 полосы задерживания (непропускания) фильтра определяются частотами первых дискретных составляющих, лежащими слева от (fн – 1/tи) и справа от (fн + 1/tи). Конкретное определение численных значений всех частот показано в типовом примере расчета LC-фильтра.
Исходные данные для расчета приведены в таблицах 1.1 и 1.2. Сопротивления генератора радиоимпульсов Rг и сопротивление нагрузки Rн пассивного фильтра одинаковы: Rг =Rн = R. Для вариантов 01 ̧25 и 51 ̧75 R = 600 Ом, для вариантов 26 ̧50 и 76 ̧99 R = 1000 Ом. Характеристика фильтра аппроксимируется полиномом Чебышева.
В ходе выполнения курсовой работы необходимо:
1. Рассчитать и построить график амплитудного спектра радиоимпульсов.
2. Определить частоты fп2 и fз2 и рассчитать превышение амплитуды частоты fп2 над амплитудой частоты fз2 в децибелах в виде соотношения А¢ = 20lgUmп/Umз на входе фильтра.
3. Рассчитать минимально допустимое ослабление фильтра в полосе задерживания Аmin = Апол – А¢.
4. Рассчитать порядок m НЧ-прототипа требуемого фильтра.
5. Получить выражение для передаточной функции НЧ-прототипа при аппроксимации его характеристики полиномом Чебышева.
6. Осуществить реализацию двухсторонне нагруженного полосового LC-фильтра.
7. Осуществить реализацию полосового ARC-фильтра.
8. Привести ожидаемую характеристику ослабления полосового фильтра в зависимости от частоты, т. е. A = K(f).
9. Рассчитать ослабление ARC-фильтра на границах полосы пропускания и полосы непропускания (задерживания).
10. Привести схему ARC-полосового фильтра.