Активный фильтр низких частот
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Тип фильтра определяется допустимой неравномерностью его АЧХ в полосе
пропускания. При (С =0 выбирается фильтр Баттерворта, а при (С (0 - фильтр
Чебышева Для (С = 3дБ выбираем фильтр Чебышева.
Необходимый порядок фильтра ( n ) выбирается исходя из: минимального
затухания в полосе заграждения (З и допустимой неравномерности его АЧХ в
полосе пропускания (С .
[pic], где [pic]
[pic]
Рассмотрим каскадную реализацию фильтра в виде последовательного
соединения взаимонезаменяемых звеньев второго порядка (т.к. n=6 - четное),
количество звеньев определяется соотношением
[pic] (звена второго порядка)
Определим значения коэффициентов ai , bi полинома, аппроксимирующего
передаточную функцию фильтра и добротности полюсов звеньев фильтра:
[pic]
[pic]
Для i=1 (первое звено) получим:
[pic]
Для i=2 (второе звено) получим:
[pic]
Для i=3 (третье звено) получим:
[pic]
Расчет звеньев фильтра:
Исходя из добротностей для всех звеньев подходит схема звена второго
порядка на повторителе:
[pic]
Передаточная характеристика имеет вид :
[pic][pic]
Отсюда при извесных ai , bi (в рассчитываются элементы схемы:
1. Выбираем значение емкости С1 близкое к
[pic] и номинальное значение С2, удовлетворяющее условию:
[pic]
a) для первого звена
[pic]
b) для второго звена
[pic]
c) для третьего звена
[pic]
2. Рассчитываем величины R1 и R2 по соотношениям:
[pic]
a) для первого звена
[pic]
b) для второго звена
[pic]
c) для третьего звена
[pic]
3. Исходя из полученных результатов выбираем операционный усилитель : основными параметрами являются входное сопротивление, диапазон частот
, минимальное сопротивление нагрузки.
Приемлемым является ОУ - 140УД6
|140УД6 |
|Коэффициент усиления K, В/мВ |70 |
|Напряжение смещения нуля Uсм, мВ |4 |
|Входные токи Iвх, нА |30 |
|Разность входных токов (Iвх, нА |10 |
|Частота единичного усиления f1 ,МГц |1 |
|Коэффициент ослабления синфазного |80 |
|сигнала, дБ | |
|Максимальный выходной ток Iвых max, мА |25 |
|Входное сопротивление Rвх, Мом |2 |
|Потребляемый ток Iпот, мА |2.8 |
|Максимальное выходное напряжение Uвых |12 |
|max, В | |