Пример таблицы для расчета активных фильтров
Фильтры более высоких порядков
Путем каскадного соединения фильтров первого и второго порядков
Требуемое частота среза для каждого каскада (звена) определяется в зависимости от заданной для фильтра в целом.
Рекомендации к проектированию
значение требуемой для ФВЧ получается как величина, обратная приведенной в таблице
1-ый каскад фильтров нечётных порядков всегда является звеном 1-го порядка
В звене первого порядка не существует резисторов, так как операционный усилитель включён как повторитель напряжения
Для фильтра Баттерворта для всех каскадов берётся идентичной и равной заданной для всего фильтра
Универсальный фильтр с многопетлевой ос
Режекторный фильтр
На основе ПФ, у которого на выходе - двухвходовый сумматор, на второй вход которого поступает сигнал со входа ПФ
На входе ПФ сигнал повернутый по фазе относительно входного на 180 градусов
Сложение в
сумматоре с исходным сигналом обеспечивает
, если выполнены условия
Общий коэффициент передачи РФ=1
Двойной т-образный фильтр пф и рф
Универсальный каскадный фильтр
Путем каскадного соединения звеньев на ОУ, следовательно, несколько выходов: с выхода 1 – ФВЧ, с выхода 2 – ПФ, с выхода 3 – ФНЧ
При этом ФВЧ и ФНЧ - фильтры второго порядка
Часто - на основе ДУ (ЧХ1) и двух интегрирующих звеньев (Х2 и Х3)
Биквадратный фильтр
В режиме ПФ Q>100
Cостоит из суммирующего интегратора, инвертирующего усилителя и второго интегратора
Суммирующий интегратор вычитает из выходного напряжения выходной сигнал ФНЧ
Когда частота достигает переходного участка, полной компенсации уже не происходит и на выходе сигнал ≠0
На частотах выше f0 суммарный спад АЧХ двух интеграторов обеспечивает расслабление выходного сигнала
Выводы
рассмотрены активные фильтры с точки зрения их избирательности: ФНЧ ФВЧ ПФ РФ
раскрыты способы аппроксимации АЧХ фильтров: Баттерворта, Чебышева, Бесселя, эллиптический
Даны практические схемы фильтров: Саллена-Кея, универсальный с многопетлевой ОС, фильтр двойным т-образным мостом, универсальный каскадный фильтр, биквадратный фильтр
Лекция 7 Аналоговые узлы разработки бмс
Аналоговое преобразование бмс
Линейное – преобразователи с линейной АЧХ:
Суммирование (вычитание);
Масштабирование;
Интегрирование-дифференцирование;
Частотная фильтрация и т.п.
Нелинейное
– преобразователи с линейной АЧХ,
:
Логарифмирование-антилогарифмирование;
Умножение-деление;
Ограничение сигнала;
Амплитудное модулирование и преобразование частоты;
Детекция сигнала и т.п.
Схема суммирования
Инвертирующий сумматор – алгебраическая сумма напряжений с обратным знаком.
Для n
входов:
Схема усреднения:
.
Схема суммирования с масштабированием
Схема суммирования с масштабным коэффициентом => отдельным входным напряжениям придают различные веса:
Схема сложения-вычитания
Условия баланса схемы – инвертирующий и неинвертирующий коэффициенты усиления должны быть сбалансированы:
