Из табл. 1 «Коэффициенты фильтров высших порядков различного типа» выберем значения коэффициентов и добротность полюсов.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Значение нормированной частоты среза: 
; 
Коэффициент усиления фильтра на нулевой частоте: 
|
|
|
|
|
|
|
|
Построение ЛАЧХ фильтра в Mathcad
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 1.2.1 – ЛАЧХ идеального ФНЧ
Составление принципиальной схемы, расчет параметров компонентов
Для реализации заданного фильтра используется схема фильтра с положительной обратной связью. Фильтр будет состоять из двух звеньев, чтобы обеспечить заданную крутизну спада.
Расчет 1-го звена:
Для упрощения расчетов принимаем одинаковыми все значения сопротивлений и ёмкостей.
Фиксированный коэффициент усиления ОУ равен:
|
|
обеспечивается цепью отрицательной обратной связи.
Примем значение сопротивления 
, тогда 
Из ряда номинальных значений резисторов возьмем два сопротивления 22 кОм и 180 Ом.
Выбираем желаемую частоту среза для первого звена по уровню 3 дб из условия, что 
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примем: С1= 0,01*10-6 Ф
|
|
|
|
| Ом |
Номинальное значение R1=1.675*104 Ом. Возьмем последовательно резисторы номиналом 16 кОм и 750 Ом.
Выполним проверку:
|
|
|
|
| Гц |
|
|
| % |
Погрешность менее 5 %.
Передаточная функция первого звена:
|
|
Расчет 2-го звена:
Для упрощения расчетов принимаем одинаковыми все значения сопротивлений и ёмкостей.
Фиксированный коэффициент усиления ОУ равен:
|
|
обеспечивается цепью отрицательной обратной связи. Примем значение сопротивления , тогда 
Из ряда номинальных значений резисторов возьмем три сопротивления 39 кОм, 3,2 кОм и 560 Ом.
Выбираем желаемую частоту среза для второго звена по уровню 3 дб из условия: 
|
|
|
|
|
|
|
|
Ом
Примем: С2= 0,047*10-6 Ф
Следовательно:
|
|
|
|
| Ом |
Из ряда номинальных значений выбираем резистор номиналом 680 Ом.
Выполним проверку:
|
|
|
|
| Гц |
|
|
| % |
Погрешность менее 5%.
Передаточная функция 2-го звена:
|
|
Передаточная функция двух звеньев:
|
|
Построим ЛАЧХ данного фильтра:
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 1.3.1 – ЛАЧХ разработанного ФНЧ
Моделирование рассчитанного фильтра в пакете Electronics Workbench
Рисунок 1.4.1 – Схема фильтра нижних частот с положительной обратной связью
Рисунок 1.4.2 – ЛАЧХ фильтра нижних частот при моделировании в пакете Electronics Workbench
Расчет фильтра верхних частот
Рассчитаем ФВЧ с крутизной спада АЧХ -40 дб/дек. Схема с положительной обратной связью. Частота среза fg = 3450 Гц.
Для обеспечения заданной крутизны спада применяем фильтр 2-го порядка.
Передаточная функция фильтра в общем виде:
Расчет основных параметров ФВЧ
Из табл. 1 «Коэффициенты фильтров высших порядков различного типа» выберем значения коэффициентов Q, a1 и b1.
|
|
|
|
|
|
Фиксированный коэффициент усиления ОУ равен:
|
|
Дата: 2019-12-22, просмотров: 273.
