Результаты аналитического моделирования АЧХ фильтра «Гранит-8»

Результаты моделирования фильтра в режиме работы с нагрузкой

600 Ом, представлены на (рис.10 – 12), с нагрузкой 1 МОм на (рис. 13 –

15).

Очевидно значительное различие в полученных данных в зависимости от нагрузки. По определению согласованного режима работы фильтра входное сопротивление фильтра должно быть равно

сопротивлению источника, а выходное сопротивление сопротивлению нагрузки. Такое условие сложно достижимо, особенно учитывая фактор изменения комплексной части сопротивления при изменении частоты, поэтому на практике, возможно, обеспечить работу фильтра в режиме близком к согласованному. При сопротивлении нагрузки 600 Ом имеем режим работы фильтра низких частот близкий к согласованному (рис. 10), при этом четко просматривается полоса пропускания 0 – fn, где fn около 20 кГц. Также видно изменение амплитуды входного напряжения от частоты (рис. 10) это обусловлено наличием внутреннего сопротивления источника, т. е. его ограниченной мощностью, следовательно, внутренним падением напряжения.

Представляет интерес график фазы (рис. 11), очевидно, что в полосе пропускания фильтра фаза выходного напряжения изменяется достаточно интенсивно, что вообще говоря приводит к искажению сигнала. После выхода частоты за полосу пропускания и переходе в полосу задерживания, фаза напряжения на входе и выходе фильтра изменяться практически одинаково, при этом их разность близка к π рад, т. е. они находиться в противофазах.

При рассмотрении результатов моделирования фильтра с нагрузкой

1 МОм, очевидно значительное повышение превышения амплитуды напряжения на реактивных элементах над напряжением на входных зажимах. Это можно объяснить увеличением сопротивления контура в котором происходит преобразование реактивной энергии (запасенной в реактивных элементах) в активную. При этом на частоте резонанса входное сопротивление фильтра близко к нулю (рис. 15), в этой точке наблюдается значительное падение входного напряжения, при одновременном всплеске выходного.

Показательным является график фазы напряжений, с напряжением на входе фильтра (рис. 14) в точке резонанса происходит так называемый

«э ф ф е к т о п р о к и д ы в а н и я ф а з ы». «Опрокидыванием фазы» называют скачкообразное изменение угла фазы на π рад. Это связанно с резким изменением в точке резонанса характера сопротивления с

емкостного на индуктивной, при этом происходит смена знака мнимой части комплексного сопротивления. Очевидно, что в полосе задержания разность фаз входного и выходного напряжения фильтра составляет значение приблизительно равное π рад.

Спектр сигнала

Спектр сигнала — в радиотехнике это результат разложения сигнала на более простые в базисе ортогональных функций. В качестве разложения обычно используются преобразование Фурье, разложение по функциям Уолша, вейвлет-преобразование и др.

Спектр сигнала это распределение энергии сигнала по частотам. Спектр бывает амплитудный и фазовый. Если известна форма сигнала (зависимость от времени), спектр может быть рассчитан при помощи преобразования Фурье. Для периодического сигнала ряд Фурье, для непериодического -интегральное преобразование.

Если есть какое-нибудь устройство или линия передач и известны его часотные характеристики, можно, задавая сигнал на входе, получить выходной сигнал. Для этого нужно получить спектр сигнала, затем рассмотреть, как на него воздействуют частотные характеристики устройства и тем самым получить спектр выходного сигнала. Затем обратным преобразованием Фурье получается сам выходной сигнал.

Поиск по сайту: