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无源网络相频特性的优化算法及实现

作　者: 吴昊
导　师: 王大寿
学　校: 大连海事大学
专　业: 电路与系统
关键词: 幅频特性相频特性群时延优化
分类号: TN710
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 71次
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内容摘要

无源网络是电子与通信设备中常用的关键性器件，当前数字通信的迅速发展，对无源网络相频特性的要求越来越高，然而相频特性和幅频特性之间又存在着矛盾，如何在通带得到较好的群时延特性，同时在阻带获得较大的衰减一直是各国相关的科学工作者探讨和研究的课题。以往解决的途径主要从网络理论入手，经过几十年的努力，技术已经成熟，目前进展很慢。 70年代初期产生了电路优化技术，可以对网络的幅频特性进行优化，此项技术被不断的改进和完善，可以解决许多现代通信技术非常需要的而利用传统的理论方法难以实现的无源网络的设计问题。但是对相频特性的优化至今还没有见到。本课题是国家自然科学基金项目“一种全新的无源网络设计理论和实现方法”的一部分，它利用电路优化技术代替传统的网络综合设计对无源网络的幅频特性和相频特性同时进行优化，而这之前已经做了大量的前期工作，对幅频特性的优化已经取得比较好的结果。而对相频特性优化的目的是要在通带内获得平坦的群时延特性。由于群时延是相位对频率的导数，所以对它进行优化，难度很大。本文提出了优化无源网络元件参数，使其频率-相位曲线逼近一条理想直线的方法。该方法首先在频率-相位坐标上确定一条直线，作为理想曲线的初值。然后优化元件参数，使相位曲线向这条直线逼近，得出新的元件值。再由新的元件值得到新的理想相位曲线。重复上面的过程，直到获得最佳元件参数为止。实例证明本方法取得了良好的效果。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
引言  8-10
第1章绪论  10-18
  1.1 滤波器的分类  10-11
  1.2 滤波器的应用  11-12
    1.2.1 分离信号、抑制干扰  11
    1.2.2 阻抗变换  11-12
    1.2.3 延迟信号  12
  1.3 LC滤波器  12
  1.4 无源滤波器的主要技术参数  12-18
    1.4.1 通带特性  12-17
    1.4.2 阻带特性  17-18
第2章优化相频特性目标函数的建立  18-29
  2.1 无源网络输出响应V_0及其相位φ_0的计算  19-25
    2.1.1 结点电压法  19-22
    2.1.2 直接形成结点导纳矩阵Y_n和电流源相量I_s  22-24
    2.1.3 利用结点电压法求滤波器的输出响应  24
    2.1.4 φ_0的计算  24-25
  2.2 理想相位曲线的选择  25-29
    2.2.1 最小二乘法  25-27
    2.2.2 用最小二乘法寻找相位理想曲线(?)_0(ω_k)  27-29
第3章相频特性目标函数的梯度  29-38
  3.1 伴随网络  29-30
  3.2 网络的灵敏度分析  30-36
    3.2.1 网络的灵敏度  30-31
    3.2.2 灵敏度的计算  31-32
    3.2.3 利用伴随网络简化灵敏度计算  32-36
  3.3 LC无源滤波器的灵敏度计算  36-38
第4章目标函数的优化  38-52
  4.1 共轭梯度法  38-43
    4.1.1 共轭方向  38-40
    4.1.2 共轭梯度法  40-43
  4.2 二点三次插值法  43-50
    4.2.1 第一种情形  45-46
    4.2.2 第二种情形  46-48
    4.2.3 两个利用导数信息的终止准则  48-50
  4.3 二点三次插值法中导数的计算  50-52
第5章优化实例  52-55
  5.1 实例  52-55
结论  55-56
创新点摘要  56-57
攻读学位期间公开发表的论文  57-58
致谢  58-59
参考文献  59-60

无源网络相频特性的优化算法及实现

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