Upload
casey-mcintosh
View
46
Download
5
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 1. Всего 26. РАСЧЁТ АКТИВНОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ФИЛЬТРА. Автор Останин Б.П. Конец слайда. Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 2. Всего 26. КРАТКАЯ ТЕОРИЯ. Автор Останин Б.П. Конец слайда. R 1. R 2. C. +. DA. E 1. R ВХ. +. u ВХ. E 2. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
РАСЧЁТАКТИВНОГО
ВЫСОКОЧАСТОТНОГОФИЛЬТРА
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 1. Всего 26.
КРАТКАЯ ТЕОРИЯ
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 2. Всего 26.
uВХ
R1
RНE2
E1
+
+
R2C
RВХ
DA
Схема активного фильтра верхних частот
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 3. Всего 26.
Её математическое описание имеет вид:
Передаточная функция фильтра верхних частот, показана на рисунке.
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 4. Всего 26.
1/ООС1/2
К(), дБ
20lgКU OOC
.1
)1(
1
)(1
)1(
)(1)( 2
0
012
2
0
0
р
рK
K
pK
рK
KрW
KрW
OOC
OOCU
U
U
OOCU
UЧ
UООСОУ
В вышеприведённой формуле:
CR21 CRR )( 212
)1( 0
012
U
UООС K
K
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 5. Всего 26.
0
0
1 U
UOOCU K
KK
- коэффициент усиления ОУ с ООС
на нулевой частоте
0
012
2
0
0
1
)(1
)1(
)(1)(
U
U
OOCU
UOC
UООСОУ
K
pK
рK
KрB
KрW
uВХ
R1
RНE2
E1
+
+
R2C
RВХ
DA
.1
)1( 2
р
рK
OOC
OOCU
Как получена формула передаточной функции WU OOC
p
p
CpRR
CpR
pCRR
pCR
BOC2
1
21
2
21
2
1
1
)(1
11
1
p
pKp
KK
p
pKpK
Kp
pK
KB
KpW
UOOCU
UU
U
U
U
UOC
UOOCU
1
012
1
01
012
10
02
1
0
0
0
1
)(1
1
)1)(1
)(1(
)1(
1
111
)(
Коэффициент обратной связи:
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 6. Всего 26.
Первой на передаточной функции (рис. 2) будет асимптота с наклоном +20 дБ/дек, так как 2 >> ООС.
До частоты коэффициент передачи
данного фильтра практически равен единице (0 дБ). После этой частоты начинается асимптота с наклоном +20 дБ/дек, которая заканчивается на
частоте .
2
1
ООС 1
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 7. Всего 26.
1/ООС1/2
К(), дБ
20lgКU OOC
Полоса пропускания лежит в диапазоне
ОУ
U
ООС
RR
RK
21
2011
Коэффициент передачи в полосе пропускания такого фильтра равен
2
11R
RКООС
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 8. Всего 264.
ЗАДАНИЕ
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 9. Всего 26.
1. Спроектировать активный фильтр верхних частот с коэффициентом передачи (коэффициентом усиления) КU и нижней частотой fH. Коэффициент усиления самого ОУ - КU0. ОУ имеет постоянную времени ОУ.
2. Используя программу WEWB, проверить правильность произведённых расчётов.
3. Для всех вариантов при проверке установить в схеме Е1 = Е 2 =15 В, uВХ = 50 мВ, RВХ = 200 Ом, RН = 20 кОм. Остальные параметры согласно Вашему варианту (таблица 1).
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 10. Всего 26.
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 11. Всего 26.
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 12. Всего 26.
ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ
ЗАДАНИЯ
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 13. Всего 26.
ЗАДАНИЕ
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 14. Всего 26.
Спроектировать активный фильтр верхних частот с коэффициентом передачи КU = 100 и нижней частотой fH = 500 Гц. Коэффициент усиления ОУ КU0 = 200000, постоянная времени ОУ = 0,03 с.
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 15. Всего 26.
РЕШЕНИЕ
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 16. Всего 26.
Нижняя круговая частота полосы пропускания
31050022 HН f
Коэффициент передачи цепи ООС на верхней частоте
3
21
2 10995,9100200000
100200000)(
UUO
UUOOC KK
KK
RR
RВ
Для цепи ООС имеем 1 < 2, но учитывая, что KU0 >> 1, можно считать, что ООС 1 = R2C2.
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 17. Всего 26.
Примем R ОС 2 = 4,7 кОм. Тогда
0688,010107,4
1133
2
НR
C мкФ.
Определим сопротивление резистора ROC1, используя формулу
2
11R
RКООС
3,4657,4)1100(1
21
R
КR ООС кОм.
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 18. Всего 26.
У идеального фильтра высокой частоты логарифмическая АЧХ (ЛАЧХ) после частоты Н должна иметь постоянный коэффициент передачи до = . В реальной схеме это не так. Из-за неидеальности ОУ, начиная с некоторой частоты, ЛАЧХ будет иметь асимптоту с наклоном минус 20 дБ/дек. Поэтому, строго говоря, рассматриваемый фильтр является полосовым фильтром, а не фильтром верхних частот.
653
0
101510210995,91
03,0
1
UOC
ОУВ KВ
с
1061510152
1
2
16
ВВf Гц.
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 19. Всего 26.
ПРОВЕРКА
РЕШЕНИЯ
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 20. Всего 26.
Проверить можно, используя программу WEWB.Для этого надо:
1. Собрать схему, показанную на рисунке 3. Включить её и проверить правильность расчётов.
2. Как это сделать?:2.1. Установить визирную линию характериографа на
среднюю частоту для проверки соответствия расчётного и заданного коэффициентов усиления (рис. 3);
2.2. Установить визирную линию характериографа по уровню минус 3 дБ для определения нижней граничной частоты (fН) (Рис.4);
2.3. Установить визирную линию характериографа по уровню минус 3 дБ для определения верхней граничной частоты (fВ) (рис. 5).
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 21. Всего 26.
uBX
R2
RНE2
E1
+
+
Характериограф
R1C
RВХ
DA
Рис. 3. Высокочастотный фильтр с характериографом.
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 22. Всего 26.
По показанной АЧХ можно заключить, что рассчитанный коэффициент усиления (100 раз) соответствует заданному (100 раз или 40 дБ).
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 23. Всего 26.
Из рисунка видно, что нижняя частота фильтра (473 Гц) приблизительно соответствует заданной частоте (500 Гц).
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 24. Всего 26.
Из рисунка видно, что верхняя частота фильтра (10600 Гц) приблизительно соответствует расчётной частоте (10615 Гц).
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 25. Всего 26.
Из полученных результатов проверки можно заключить, что
расчёт фильтра выполнен верно
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 26. Всего 26.