Расчет активного RС фильтра второго порядка на операционном усилителе с резистивно-емкостной отрицательной обратной связью и режекторный фильтр (РФ) с характеристикой Баттерворта

ВВЕДЕНИЕ 3
ЗАДАНИЕ 1. АНАЛИЗ АRС-ЦЕПИ 5
ЗАДАНИЕ 2. РАСЧЕТ RС-ФИЛЬТРА 21
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 29
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К ЗАДАНИЮ 1 29
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К ЗАДАНИЮ 2 33
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 42
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 43

Весь текст будет доступен после покупки

Ради улучшения качества заботы об информационных системах и, в особенности, той части, которая касается информационной безопасности, все специалисты по этому вопросу прибегают к помощи и непосредственному использованию информационных технологий на очень высоком уровне владения и понимания их работы и внутренних механизмов. Это способствует снижению рисков информационной безопасности вероятности реализации многих угроз, а также позволяет значительно минимизировать ущерб в случае осуществления утечек, злоупотребления уязвимостями и прочих возможных ситуациях нарушения принципов информационной безопасности – конфиденциальности, целостности и доступности.
Эта работа содержит в себе исследование и изучение фильтров – в электронике они часто используются для выделения и отсеивания нужных компонентов спектра сигнала. Для хорошей работы в сфере информационной безопасности необходимо понимание самого процесса фильтрации сигналов, поскольку она тесно связана с устройством информационной структуры, которой требуется защита, и информационных технологий вообще.

Весь текст будет доступен после покупки

ЗАДАНИЕ 1. АНАЛИЗ АRС-ЦЕПИ
Начальные данные: Вариант А, N=2, M=4.
Содержание задания: проанализировать АRС-цепь.
R=3M=3*4=12 кОм
С_1=300/M^2 =300/4^2 =18,75 нФ
С_2=14,8/M^2 =14,8/4^2 =0,925 нФ
Найдем операторную передаточную функцию АRС-цепи вида:
H(p)=U_2(p)U1(p)
Составим схему замещения цепи, заменив усилитель источником напряжения управляемым напряжением (ИНУН).
Схема замещения усилителя приведена далее в работе.

Рис. 1.2 Схема замещения усилителя.

Рис. 1.3 Схема замещения цепи.
Так будут выглядеть узловые уравнения для узлов 3 и 4 соответственно:
3: (С_1 p+3/R) U_3-1/R U_1-1/R U_2-1/R U_4=0;
4: (С_2 p+1/R) U_4-1/R U_3-С_2 pU_2=0.
Также нам известно из схемы замещения, что
U_2=-?U_4 > U_4=-U_2/?.
Следующими действиями мы выразим U_3 из уравнения для узла 4 и заменим U_4 на -U_2/?:
U_3=R(U_4 (1/R+С_2 p)-С_2 pU_2 ),
U_3=-RU_2 (1/? (1/R+С_2 p)+С_2 p),
U_3=-U_2 (1/?+(С_2 pR)/?+С_2 pR).
Далее заменим U_4 на -U_2/? в уравнении для узла 3 и вставим выраженное ранее U_3:
(С_1 p+3/R)*(-U_2 (1/?+(С_2 pR)/?+С_2 pR))-1/R U_1-1/R U_2-1/R (-U_2/?)=0,
а потом можно раскрыть скобки, перенести все слагаемые с U_2 на одну сторону, а единственное слагаемое с U_1 – в другую. Таким образом получаем возможность выразить искомое соотношение U_2/U_1 :
U_2/U_1 =(-?)/((1+?) С_1 С_2 p^2 R^2+(С_1+3(1+?) С_2 )pR+?+2).
Далее для удобства дальнейших вычислений (поиска предела) сделаем так:
U_2/U_1 =(-?/((1+?) С_1 С_2 R^2 ))/(p^2+(С_1+3(1+?) С_2)/((1+?) С_1 С_2 R) p+(?+2)/((1+?) С_1 С_2 R^2 )).
Операторная передаточная функция H(p) будет по сути являться пределом функции выше при ?>?:
H(p)=limT(?>?)??U_2/U_1 ?.
Находим предел:
H(p)=limT(?>?)?-((-?/((1+?) С_1 С_2 R^2 ))/(p^2+(С_1+3(1+?) С_2)/((1+?) С_1 С_2 R) p+(?+2)/((1+?) С_1 С_2 R^2 )),)

H(p)=(-1/(С_1 С_2 R^2 ))/(p^2+3/(С_1 R) p+1/(С_1 С_2 R^2 )).
Мы получили операторную передаточную функцию. Теперь займемся подстановкой значений:
H(p)=(-1/(18,75*0,925*10^(-18)*(12*10^3 )^2 ))/(p^2+3/(18,75*10^(-9)*12*10^3 ) p+1/(18,75*0,925*10^(-18)*(12*10^3 )^2 )),
H(p)=(-?4,004*10?^8)/(p^2+13333,3p+?4,004*10?^8 ).
Далее займемся поиском комплексной передаточной функции, сделав замену p=j?:
H(j?)=(-?4,004*10?^8)/(-?^2+?4,004*10?^8+13333,3?j).
Таким образом находим выражение для амплитудно-частотной характеристики (АЧХ):
|H(j?)|=?4,004*10?^8/v(?(-?^2+?4,004*10?^8)?^2+?(13333,3?)?^2 ),
а выражение для фазо-частотной характеристики (ФЧХ) примет вид:
?(?)=?-аrсtg(13333,3?/(-?^2+?4,004*10?^8 )).
Вид графиков АЧХ и ФЧХ, рассчитанных с помощью программы FАSTMЕАN на ПК, приведен на следующих рисунках (Рис. 1.4 и Рис. 1.5).

Весь текст будет доступен после покупки

1. Белецкий А. Ф. Теория линейных электрических цепей: Учебник. 2-е изд. - СПб.: Издательство «Лань», 2009.
2. Бакалов В.П., Дмитриков В.Ф., Крук Б.И. Основы теории цепей: Учебник для вузов; под редакцией В. П. Бакалова. 3-е изд. - М.: Горячая линия - Телеком, 2009.
3. Артым А.Д., Белецкий А. Ф. Синтез линейных электрических цепей: Учебное пособие. - Л.: Издательство ЛЭИС, 1981.
4. Фриск В.В. Основы теории цепей: Учебное пособие. – М.: Издательство ИП РадиоСофт, 2002.

Весь текст будет доступен после покупки