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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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

 

11 '

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

/2тi , \

sn ( — K’k) \ 2т )

причем

k =

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.