Курсовой - Расчет фильтра / 2Расчетная часть

2 Расчетная часть

1. Выбираем фильтр Чебышева с неравномерностью АЧХ 0,5 дБ.

2. Определяем порядок фильтра из того, что скорость спада АЧХ 40 дБ/дек, то порядок фильтра равен 2.

3. Выбираем из таблицы справочника ω₀=1,23 и α=1,16.

4. В нашем случае расчет идет фильтра низких частот, т.к. полоса пропускания от 0 до 100 Гц.

Т.к. фильтр низких частот, то передаточная функция в общем виде будет выглядеть так:

Подставляя свои данные, получаем передаточную функцию:

5. Проводим операцию денормирования:

p=100p

6. Выбираем схему фильтра на основе операционного усилителя (ОУ) много петлевой обратной связью, которая может обеспечить заданный наклон АЧХ в полосе ограничения n = 80 дБ/дек.

7. Выбираем ОУ по частоте единичного усиления:

К₀ = H = 4

f_ТОУ ≥ f₀·K₀ = 100·4 = 400 Гц

Для ОУ типа К140УД17 f_Т = 400 кГц, т.е. последнее неравенство выполняется с запасом.

Основные параметры ОУ К140УД17:

К = 150000

±U_п = 3 ÷ 18 В

I_п = 5 мА

i_вх = 10 нА

∆i_вх = 5 нА

f_Т = 400 кГц

±U_вых = 12 В

R_н = 2 кОм

Зарубежный аналог OP07E

Эти параметры удовлетворяют нашим требованиям, поэтому мы его выбрали.

По справочнику R_вхОУ = 1 МОм и R_выхОУ = 100 Ом, т.е. номиналы резисторов в схеме фильтра должны находиться в пределах от R_min ≥ 10R_выхОУ до R_max ≥ R_вхОУ/10. Следовательно R_min = 1 кОм и R_max = 100 кОм.

8. Задаемся значением емкости С₂:

C₂ = 0,1 мкФ

мкФ

9. Рассчитываем значения резисторов. Для этого находим вспомогательный коэффициент:

K = 2πf₀C₂ = 2·3,14·100·0,1·10^-6 = 6,28·10^-5

кОм

кОм

кОм

10. В соответствии с полученными величинами резисторов и конденсаторов выбираем их номиналы из стандартного ряда:

R1 = 2,2 кОм	C1 = 0,1 мкФ
R2 = 9,1 кОм	C2 = 1,5 мкФ
R3 = 2 кОм