Расчёт элементов трактов передачи сигналов в системах автоматики, телемеханики и связи

Петербургский государственный университет путей сообщения.

Кафедра «Электрическая связь».

Расчётно-пояснительная записка к курсовому проекту

«Расчёт элементов трактов передачи сигналов в системах автоматики, телемеханики и связи».

                                                                                      Выполнил:

                                                                                                               Студент группы АТТ-104

                                                                                          Бударев С.В.

                                                                                    Проверил:

                                                                                               Сидорович Д.Ю.

Санкт-Петербург

2003 год.

Введение

В устройствах автоматики, телемеханики и связи  часто возникает задача выделения полезных сигналов из  смеси различных сигналов и помех. Если полезные сигналы и помехи различаются занимаемыми частотными полосами, то такое разделение осуществляют частотными электрическими  фильтрами. Простейшими  фильтрами могут служить цепи RC  или реактивного двухполюсника, однако наиболее распространены фильтры, представляющие собой четырехполюсники, составленные из реактивных двухполюсников по цепочечным  или мостовым схемам. Эти фильтры отличаются от простейших фильтрующих цепей более качественными частотными характеристиками: они имеют в полосе пропускания  теоретически нулевое, а практически очень малое затухание. От активных фильтров RC их выгодно отличает возможность работы при больших токах, например, в цепях тяговых сетей и рельсовых цепях. В то же время фильтры LC имеют и недостатки: невысокую добротность элементов (особенно катушек индуктивности) и значительные габаритные размеры, что затрудняет их использование на сверхнизких и высоких частотах.

Электрические LC фильтры типа k имеют два существенных недостатка:

-  медленный рост затухания фильтра на частотах полосы задерживания

-  значительная зависимость их характеристических сопротивлений от частоты, не позволяющая достаточно точно согласовывать фильтры с нагрузками на всех частотах полосы пропускания, вследствие чего затухание фильтра на этих частотах возрастает.

Таким образом, фильтры типа k можно применять при невысоких требованиях к ослаблению нежелательных частот и согласованию.

Качественным  следует считать фильтр, имеющий активное и независящее от частоты характеристическое  сопротивление в полосе пропускания  и достаточно постоянное затухание в полосе задерживания. Приближением к этому идеалу являются комбинированные фильтры, содержащие звенья типа m.

Для получения затухания комбинированного фильтра, равного сумме затуханий фильтров типа k и m, оба фильтра должны быть рассчитаны на одну и ту же частоту среза и иметь одинаковые характеристические сопротивления в месте соединения. В противном случае вследствие несогласованности увеличится затухание комбинированного фильтра в полосе пропускания. Согласование характеристических сопротивлений фильтров типа m с фильтрами типа k осуществляется специальным подбором элементов.

Состав проекта:

1. Расчёт фильтров LC  (комбинированного k+m ,полиномиального), активного RC.

1) Определение передаточной функции фильтра.

2) Составление схемы и расчёт параметров элементов фильтра.

3) Расчёт частотных зависимостей ослабления и фазового сдвига звеньев (полузвеньев)                                фильтра.

4) Расчёт частотной зависимости характеристического (входного) сопротивления          фильтра.

2. Расчёт корректора амплитудно-частотной (фазочастотной) характеристики