Активный фильтр низких частот

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][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 | |