Синтез фильтров с несимметричными частотными характеристиками методом отражения координат, страница 4

Используя значения из (1.7.64), найдём

                                         .                                                                 (1.7. 70)

  Полоса ППФ - прототипа в ненормированной системе (размерность ) равна большой оси эллипса. Поэтому ненормированное значение большой полуоси равно

                                                   .                                   (1.7. 71)

Сдвиг  полосы ФНХ в сторону крутого ската относительно точки С

                                       .                                                      (1.7. 72)

Имея в виду (1.7.69), получим

                                            .                            (1.7. 73)

При заданной полосе ФНХ  можно записать

                                                  .                                    (1.7. 74)

    С учётом (1.7.70) и (1.7.73) получаем выражение для размера большой полуоси на оси

                                              .                                                              (1.7. 75)

   Критические точки К на эллипсе имеют координаты . Из геометрических построений на  рис. 1.7.6 видно, что

                                                                                                          (1.7.76)

где   

                                              ;                           (1.7.77)

                                                        ;                                        (1.7.78)

.                                                                                                   (1.7.79)

Подстановка этих значений в (1.7. 76) с учётом значения  из (1.7.75) даёт

                               

                                                ,                (1.7. 80)

где  

                                                           .                              (1.7. 81)

При отражении ППФ-прототипа происходит сужение полосы пропускания. Коэффициент сужения полосы прототипа

.                                 (1.7.82)

  Опорная частота получается при , т. е. при значениях  и  в (1.7.80):

.   (1.7.83)

    Перейдём к циклическим частотам и обобщим полученные результаты. Для нижней полосы (индекс ) – полосы пропускания для квази-ФНЧ или полосы заграждения для квази-ФВЧ – окончательно получим:

опорная частота

,  (1.7.84)

где  

                                                            ;                                (1.7.85)

                                                            .                              (1.7. 86)

Критические частоты

                      

                                       .                          (1.7.87)

    Нумерация частот    идёт от верхних частот к нижним.

    Аналогично получаются выражения для частот верхней полосы (индекс) – полосы пропускания для квази-ФВЧ или полосы заграждения для квази-ФНЧ:

опорная частота

    ,      (1.7.88)

где

                                                    ;                                      (1.7.89)

                                                   .                                      (1.7.90)

Критические частоты

                      

                                         .                      (1.7.91)

Здесь нумерация частот   идёт от нижних частот к верхним.

В формулах (1.7.84), (1.7.87), (1.7.88), (1.7.91) коэффициент  подставляется только для полос пропускания.

     Если одна из критических частот в нижней полосе оказывается выше верхней частоты  или в верхней полосе оказывается ниже нижней частоты полосы , то следует ослабить требования: увеличить величину пульсаций в полосе пропускания или уменьшить уровень затухания в полосе заграждения.

    Если это не допускается, то увеличивается порядок фильтра  .

    Функция рабочего затухания ФНХ должна по структуре соответствовать функции трёхэлементного контура  и давать  предельные переходы к чебышевскому ППФ при  и инверсному чебышевскому ПЗФ при  для квази - ФНЧ и к ППФ при  и к ПЗФ при  для квази - ФВЧ. Поэтому рабочее затухание записываем в виде

                                       .                            (1.7.92)

Для нахождения требуемого числа контуров при заданных функциях рабочего затухания

                                                                                                      (1.7.93)

и                                                                                                     (1.7.94)

запишем выражения (1.7.93), (1.7.94) на граничных частотах. Для квази - ФНЧ на границе полосы пропускания

                              ;                  (1.7.95)

на границе полосы заграждения

                               .               (1.7.96)

Поделив (1.7.94) на (1.7.95), получим для квази - ФНЧ

                                  .                     (1.7.97)

Аналогично для квази - ФВЧ

                                  .                   (1.7.98)

Из формулы (1.7.97) или (1.7.98)     находится значение n и берётся ближайшее большее целое.

По найденному n при заданном  по формулам или таблицам из [7, 8] находятся параметры низкочастотного прототипа .

      Нормированные значения добротностей контуров ППФ - прототипа

                                                      .                                            (1.7.99)

    Нагруженные добротности контуров ППФ - прототипа

                                                   .                                        (1.7.100)

Частотный множитель   для нижней полосы пропускания (квази-ФНЧ) рассчитывается по формуле

                                                      .                                 (1.7.101)