устранить «в ситуации», когда сама схема функционирует. Главными недостатками этого метода являются требующие значительных затрат времени итерации и необходимость в высокоточных измерениях таких параметров фильтров, как фазовый сдвиг, амплитуда и частота. Такие измерения, как правило, несвойственны типовому оборудованию гибридно-пленочного производства, которое оснащено приборами только для высокоточных измерений сопротивления и емкости. Функциональная настройка, следовательно, становится пригодной, в частности, при изготовлении прототипа, лабораторных исследований и для мелкосерийного производства.

Детерминистическая настройка основывается на более сложной концепции, а именно на аналитическом предварительном вычислении всех относящихся к делу паразитных эффектов, при этом за основу берутся измеренные значения элементов и их вычисленные номиналы резисторов, которые подгоняются к значениям, обеспечивающим требуемую характеристику цепи. По существу этот процесс «одного выстрела» в том смысле, что в идеальном случае каждый резистор необходимо подгонять только один раз. Недостатки этого метода связаны со сложностью первоначальных вычислений и программирования, а также с издержками по содержанию управляемых вычислительных средств. Однако такие достаточно высокие производственные показатели, как начальные затраты интеллектуальной и вычислительной мощности, оправданы и впоследствии легко окупаются.

Поскольку детерминистическая настройка связана только с измерением значения элемента, вычислением и подгонкой (резистора), то это, конечно, более предпочтительный метод настройки для крупносерийного производства, для которого оправданы и начальные вычислительные издержки (т. е. формирование уравнений цепи, включающих паразитные эффекты), и стоимость Вспомогательных управляемых вычислительных средств. Очень часто начальные затраты иа программирование можно значительно уменьшить, если создать уравнения идеализированной цепи, а после проведения детерминистической настройки скорректировать результирующую погрешность с помощью выполнения небольшого числа шагов функциональной настройки. Такая методика, как показано на рис. 6.12, позволяет исключить многочисленные и требующие больших затрат времени итеративные Шаги настройки, которые, как правило, необходимы при чистой процедуре функциональной настройки. Это осуществляется с помощью введения небольшого числа (как правило, одного или двух) резисторов, предназначенных для окончательной отделки Или доводки схемы с помощью функциональной регулировки После того, как она была предварительно «грубо отрегулирована» детерминистически на основе простых, т. е. идеализированных расчетных уравнений. Таким образом, для наиболее общей

«промежуточной» ситуации, когда объемы производства не слишком большие, но и не маленькие и где не избежать решения

Для функциональной настройки выбрать п резисторов R,, t = 1, 2, . ..

., п, из их общего числа N (как правило, п = 1 или 2)

Измерить параметры конденсаторов (требуемая точность составляет только 1°/о, измерение потерь необязательно)

Вычислить значения резисторов из простых (идеализированных) уравнений цепи

Подогнать резисторы R, к значениям R,[\-&), а остальные резисторы к конечному значению

Измерить характеристику, провести функциональную доводку схемы, используя резисторы Ri

Рис. 6.12. Сочетание детерминистической и функциональной настроек.

вопроса о наиболее подходящем месте настройки, сочетание функциональной и детерминистической настроек дает наилучшие результаты.

6.7. Настройка звеньев фильтров второго порядка

В данной книге рассматривается настройка представленных в гл. 5 цепей второго порядка. Обычно предполагается тип комбинированной детерминистической и функциональной настройки, который был рассмотрен в предыдущем разделе и в виде алгоритма изобрал<ен иа рис. 6.12. Этап начальной детерминистической настройки включает в себя решение идеализированных расчетных уравнений, и в то же время учитываются некоторые другие ограничения (например, минимальная чувствительность, минимальное произведение усиление-чувствитель-

ность, максимальный динамический диапазон, приемлемые номиналы элементов). В этот этап не должны включаться паразитные эффекты, поскольку они учитываются на последующем этапе функциональной настройки. Следует отметить, что в гл. 5 уже было найдено решение идеализированных расчетных уравнений и получены номинальные значения всех элементов схемы. Сами значения элементов находятся при решении идеализированных расчетных уравнений при условии минимизации произведения усиление-чувствительность. В большинстве случаев это дополнительное ограничение может быть обеспечено, поскольку элементов схемы больше, чем расчетных уравнений. По тем же самым причинам значения некоторых элементов (как правило, конденсаторов) можно выбрать с точки зрения практической реализуемости и минимальной стоимости (так как конденсаторы больших номиналов стоят дороже). Предполагается, что для приведенных в гл. 5 двадцати трех схем уже были выполнены предварительные вычисления, необходимые на первом этапе детерминистической настройки, и что все номинальные значения элементов получаются из приведенных машинных программ, В случае же гибридно-пленочных схем те элементы, которые обозначены как регулирующие элементы (например, Ra -~ для

настройки частоты полюса Мр, резистор Rq -- для настройки

добротности полюса qp), должны настраиваться первоначально к значению ниже номинального (в типовом случае на 10-20 %) вследствие того, что пленочные резисторы можно подстраивать только в сторону увеличения номинала. Тогда эти «регулирующие резисторы» подходят для этапа функциональной настройки, которая и завершает всю процедуру настройки. Именно этот этап функциональной настройки схем фильтров второго порядка, которые приведены в гл. 5, будет в общих чертах представлен в оставшейся части этой главы.

Как было показано в разд. 6.3, функциональная настройка с большей степенью точности производится по фазово-частотной характеристике, а не по амплитудно-частотной. Необходимые данные по настройке обычно приводятся отдельно для трех основных категорий цепей второго порядка, а именно полиномиальных цепей, цепей с конечными нулями и неминимально-фазовых цепей.

а. Полиномиальные цели

Под полиномиальными цепями подразумеваются такие цепи, передаточные функции которых обладают комплексно-сопряженными полюсами, а их нули расположены только в начале координат или бесконечности (т. е. цепи нижних и верхних частот и полосно-пропускающие). Рассмотрим функцию фильтра