Prezentatsia_diplom_Davydov_NS презентация

Решаемые задачи
Разработка макромодели фазового корректора на основе дискретного КИХ-фильтра в схемотехнической среде Micro-Cap.
Оценка эффективности линеаризации ФЧХ (применение макромодели) на различных порядках ФНЧ по Баттерворту
Разработка программы на языке C#, включающую в себя результаты исследований.

Метод линеаризации фазочастотных характеристик фильтра нижних частот
Метод линеаризации ФЧХ заключается в последовательном соединении фильтра нижних частот с фазовым корректором.
Фазовый корректор представляет собой дискретный КИХ-фильтр с импульсной характеристикой ФНЧ. У таких КИХ-фильтров фазочастотная характеристика в полосе пропускания более линейная, чем у ФНЧ по Баттерворту.

Макромодель фазового корректора в Micro-Cap
Укороченная часть макромодели, которая состоит из 10 аналоговых умножителей напряжения, сумматоров и временных задержек.
Коэффициенты умножителей задаются с помощью отсчётов импульсной характеристики ФНЧ

Исследование эффективности линеаризации ФЧХ
Фильтр нижних частот 3 порядка по Баттерворту, построенный на звеньях Саллена-Ки
На отклике фильтра на единичный импульс мы получаем импульсную характеристику.
Чтобы получить необходимые нам отсчёты импульсной характеристики – сигнал на выходе фильтра перемножим на импульсы с частотой равной частоте дискретизации КИХ-фильтра

Исследование эффективности линеаризации ФЧХ

Исследование эффективности линеаризации ФЧХ

Исследование эффективности линеаризации ФЧХ

Исследование эффективности линеаризации ФЧХ

Исследование эффективности линеаризации ФЧХ

Программа оценки эффективности линеаризации ФЧХ
Титульное лист программы – окно, которое содержит информацию о программе. Кнопка перейти к расчётам открывает основное рабочее окно программы.

Программа оценки эффективности линеаризации ФЧХ
Чтобы получить расчёт оценки линеаризации, в основном рабочем окне программы необходимо задать параметры фильтра нижних частот – полоса пропускания ФНЧ и порядков ФНЧ.
Кнопка «О программе» позволяет вернуться к титульному листу программы

Программа оценки эффективности линеаризации ФЧХ
Пример расчёта с параметрами:
Полоса пропускания ФНЧ = 500 кГц
Порядок ФНЧ – 5.

Программа оценки эффективности линеаризации ФЧХ
График импульсной характеристики рассматриваемого фильтра

Программа оценки эффективности линеаризации ФЧХ
График сравнения АЧХ ФНЧ и АЧХ фазового корректора

Программа оценки эффективности линеаризации ФЧХ
График сравнения АЧХ ФНЧ до соединения с фазовым корректором и АЧХ ФНЧ с фазовым корректором

Программа оценки эффективности линеаризации ФЧХ
График сравнения ФЧХ ФНЧ до соединения с фазовым корректором и ФЧХ ФНЧ с фазовым корректором

Программа оценки эффективности линеаризации ФЧХ
График сравнения группового времени запаздывания в полосе частот ФНЧ до соединения с фазовым корректором и после

Заключение
Описанный метод линеаризации позволяет существенно линеаризировать фазочастотную характеристику, но при этом его недостатком является уменьшение полосы пропускания от исходной величины. В данном случае необходимо находить компромисс между допустимым уменьшением полосы и увеличением линейности ФЧХ.
В результате разработки программы оценки эффективности линеаризации ФЧХ фильтров нижних частот получили готовое инженерное решение в виде компьютерной программы, которое может очень облегчить расчёт эффективности использования изложенного метода.