Файл: Штагер В.В. Чебышевские приближения, применяемые в расчетах электрических схем.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.04.2024
Просмотров: 71
Скачиваний: 0
для четных п
п—1
|
|
|
?(i.Q ) |
= |
iQ |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1- Р 2,& |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
(16.6) |
|
|
|
|
и для нечетных п |
|
|
|||||||
|
|
|
(• |
|
|
|
||||||
|
|
|
® О П) -- |
2 |
|
I2— Г22 |
|
|
|
|
||
|
|
|
f| |
1— pf-fts |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
V = 1 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Параметры функций э |
необходимо выбрать |
так, |
чтобы в про |
||||||||
межутке |
0 < й = |
i X <’ я < |
1 величина |® |минимально уклонялась |
|||||||||
от |
нуля |
(уклонение должно |
быть |
равным |
L), |
а в |
промежутке |
|||||
Л = |
i X > |
у~ 1> ] |
величина |
[ ® 1 должна быть не менее |
. |
|||||||
. |
Для определения параметров Pv можно непосредственно исполь |
зовать решение третьей задачи Золотарёва, |
приведённое для первых |
||
шести степеней в табл. 12.1 |
и на рис. |
12.2 и 12.3. При этом следует |
|
помнить, что для чётных |
п у — со, |
а для |
нечётных п и= — i ®, |
так как у в обоих случаях— вещественная функция, в то время как со— функция, мнимая для нечётных п и вещественная— для чётных п.
Решение задачи заключается, таким образом, в определении ну лей (для второго интервала — соответственно полюсов) и узлов функ ции ср, по заданным значениям ч и рабочему затуханию в полосе задерживания Ьр, которое определяет величину L. Для заданного L, пользуясь таблицами или графиками решения третьей задачи Золо
тарёва, можно найти степень п, определяющую класс |
фильтра по |
затуханию. |
|
Формулы, связывающие значения и класс фильтра |
по затуха |
нию, а также формулы, позволяющие определить элементы фильтра по найденным параметрам Рч, обычно представлены семействами кривых [Л 15], [Л 20].
В качестве второго примера рассмотрим расчёт мостового фильт ра с линейной фазовой характеристикой по Сильвинской [Л 14].
Постоянная передачи и характеристическое сопротивление мосто вого фильтра выражаются формулами:
8 = 2 arcth |
z, |
(16.7) |
|
||
Z m — 'VZi Zg, |
|
(16.8) |
75
где Zx и Z2 - сопротивления реактивных плеч фильтра, причём
и |
V Zl1^2Z; “ 1 в полосе пропускания |
|
(16.9) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
полосе задерживания. |
|
(16.10) |
|||
Для линейности фазовой |
характеристики чередование |
резонанс |
|||||
ных частот двухполюсников |
Zx и Z2 в |
полосе пропускания должно |
|||||
проходить |
через равные интервалы а. |
Величина а |
определяет при |
||||
этом крутизну фазовой характеристики. |
|
через |
интервалы |
||||
Равномерное распределение резонансных частот |
|||||||
а возможно |
в полосе пропускания |
полосового фильтра или фильтра |
|||||
нижних частот. Если же необходимо |
получить линейную фазовую |
||||||
характеристику в полосе пропускания |
фильтра |
верхних |
частот, то |
||||
при конечном числе элементов это |
возможно |
лишь приближённо |
до некоторой граничной частоты /2.
Для полосовых фильтров и фильтров нижних частот задача усложняется при желании распространить линейность фазовой ха рактеристики и на часть, переходной полосы частот.
Ограничимся рассмотрением случая получения фильтра верхних частот с фазовой характеристикой, линейной в ограниченной части полосы пропускания (до частоты f2), если известна постоянная пе редачи полосового фильтра, фазовая характеристика которого линей на в рабочей полосе пропускания.
Постоянная передачи полосового фильтра в полосе пропускания выражается в виде
(16.11)
так как при Ь = 0 th |
= i tg |
Аналогичное выражение для фильтра верхних частот отличается от выражения (16.11) отсутствием иррационального множителя
менить множитель |
знаменателя множителями вида |
76
1----- L ] |
б числителе и знаменателе, т. е. приближённо |
предста- |
|
fi |
|
|
|
вить функцию |
1----- в заданном промежутке [О, /CJ |
пос |
|
редством |
рациональной дроби |
|
1—1 '
1 ' ( 1 _ ?3
М
fl
причём fCt < fa < fb < . . . < fft.
Если обозначить
— j- = A2X,
J1 f'к
f 2
f2 'n—1
fk
то решение может |
быть |
взято из табл. 15.1 |
(строчки 1 |
и 2) и |
||||
имеет вид |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1+ |
т |
1 — k2 sn2( - ^ — к А . |
|
|
||
У 1 — k2 х = |
I |
\2то+1 |
/ |
|
(16.12) |
|||
|
|
|
: п |
/2 я—1 |
|
|
||
|
|
|
а = 1 |
■/e2'sn2 ( ------ 1 |
„ ) . |
|
|
|
|
|
|
|
\2 т + |
|
|
|
|
если степень числителя равна степени знаменателя или |
|
|||||||
|
|
|
т |
(2i — 1 |
, . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
К Л |
)л; |
|
|
|
У 1 — № х |
2// |
J~J 1 — k2 sn2 |
|
|
(16.13) |
|||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
ч=1 |
|
|
|
|
|
если степень числителя на |
единицу меньше |
степени |
знаменателя. |
|||||
Величина уклонения |
в |
|
|
|
|
I _ |
|
|
обоих случаях составляет -— — . |
|
|||||||
Формулы (16.12) |
и |
(16.13) |
позволяют определить параметры |
|||||
fa, . . . fk, пользуясь кривыми эллиптической функции |
sn (и, k) |
и со |
||||||
отношением |
|
|
|
|
|
|
|
|
fС2
/2т—i , \
sn ( — K’k) \ 2т )
причем
k =
/с 2
77
17.ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Внастоящей лекции рассмотрены лишь некоторые задачи тео рии равномерного приближения, имеющие применение в теории синтеза электрических цепей. Фактическая область их использова ния значительно шире: она распространяется на синтез фильтров, корректоров, линий задержки, полосовых усилителей, антенных
устройств и т. д., причём за последние годы, в связи с увеличением требований и точности расчёта, эта область всё более расши ряется.
Теория равномерного приближения также непрерывно совер шенствуется и дополняется. Так, в последнее время опубликован метод Е. В. Вороновской, позволяющий избавить решения задач на экстремальные свойства полиномов от громоздкого и сложного аппарата эллиптических функций, заменив его аппаратом диф ференциальных (как правило, обыкновенных) уравнений. К со жалению, этот метод имеет пока лишь теоретическое значение.
ЛИТЕРАТУРА
1. |
А х и е з е р |
Н. |
И. Лекции по теории аппроксимации. Гостехиздат, |
1947. |
|||
2. |
А х и е з е р |
Н. |
И. |
Элементы теории эллиптических функций. |
Гостехиздат, |
||
|
1948. |
|
|
|
|
|
|
3. |
Б е л е ц к и й |
А. Ф. Применение методов приближения функций к расчёту |
|||||
|
некоторых электрических схем под заданные |
характеристики. |
Труды |
||||
|
ВЭТКАС, вып. 9, 1945. |
|
|
|
|||
4. |
Б е л е ц к и й |
А. |
Ф., К о ч а н о в Н. С./Теоретические основы |
электропро |
|||
|
водной связи. Изд. ВКАС, 1957. |
|
|
|
|||
5. |
Б е р н ш т е й н |
С. |
Н. Экстремальные свойства |
полиномов |
и наилучшее |
приближение непрерывных функций одной вещественной переменной. ОНТИ
1937.
6. Г а р н о в с к и й Н. Н. Теоретические основы электропроводной связи, ч. 1.
|
Общая теория пассивных линейных цепей с сосредоточенными постоянными. |
||||||||
|
Связьиздат, |
1956. |
|
|
|
|
|
|
|
7. |
Г о н ч а р о в |
В. |
Л. |
Теория интерполирования и |
приближения |
функций. |
|||
|
Гостехиздат, |
1954. |
|
|
|
|
|
||
8. |
З о л о т а р ё в |
Е. |
И. |
Приложение |
эллиптических |
функций к вопросам о |
|||
|
функциях, |
наиболее |
и |
наименее |
уклоняющихся от нуля. |
Изд. АН |
|||
|
СССР, собр. |
соч., т. II, |
1932. |
|
|
|
|||
9. |
Ко г а н С. |
С. |
Теория и расчёт фильтров для установок дальней связи. |
||||||
|
Связьиздат, |
1950. |
|
|
|
|
|
|
10.Ма р к о в А. А. Избранные труды по теории непрерывных дробей и теории функций, наименее уклоняющихся от нуля. Гостехиздат, 1948.
11. |
М а р к о в В. |
А. |
О функциях, наименее уклоняющихся от нуля в данном |
|
промежутке. |
С.-Петербург, 1892. |
|
12. |
Н а т а н с о н |
И. |
П. Конструктивная теория функций. Гостехиздат, 1949. |
78
13. |
П р и в а л о в |
И. И. Введение в теорию функций комплексного |
переменно |
||||
|
го. Гостехиздат, 1954. |
|
|
|
|
||
14. Си ль в и н с к а я |
К- А. К расчёту фильтров с линейной |
фазовой харак |
|||||
|
теристикой. ЦНИИС, информационный бюллетень № 2, |
1953. |
|
||||
15. |
Т а ф т В. А. Основы методики расчёта линейных |
электрических цепей па |
|||||
|
заданным их частотным характеристикам. Изд. АН СССР, 1954. |
||||||
16. |
Ч е б ы ш е в |
П. Л. Теория механизмов, известных |
под |
названием парал |
|||
|
лелограммов. Изз. АН СССР, 1949. |
|
|
|
|
||
17. |
Ч е б ы ш е в |
П. Л. |
Вопросы о наименьших величинах, |
связанных с приб |
|||
|
лижённым представлением функций. Изд. АН, 1947. |
|
|
|
|||
18. Ч е б ы ш е в П. Л. |
О приближённых'выражениях квадратного |
корня пере |
|||||
|
менной через простые дроби. Изд. АН СССР, соч. т. 111, |
1947. |
|
19.Сборник переводов под. ред. Литвина-Седого. Корректирующие цепи в ав томатике. Синтез цепей типа RC. Изд. И Л, 1954.
20. C a u e r |
W., Jheorie |
des linearen Wechselstrom-schaltungen, 2 Auflage». |
Berlin, |
Akad.-VerL, |
1954. |