Режекторный rc-фильтр на основе т-моста
Реализуем режекторный RC-фильтр на основе Т-моста, представленного на рисунке 3.20.
Рисунок 3.20 – Пассивная RС-цепь, обладающая слабыми режекторными свойствами
Этот фильтр дает величину подавления сигнала 2/3 на резонансной частоте. Если установить его в схему, показанную на рисунке 3.21, вместо блока «RC-фильтр» и подобрать резисторы R1 и R2 в соответствии с коэффициентом передачи Т-моста на резонансной частоте, то можно добиться, что при этой частоте на выходе усилителя напряжение будет равным нулю (рисунок 3.22).
Рисунок 3.21 – Активный RC режекторный фильтр с повышенной величиной добротности
Рисунок 3.22 – Активный RC режекторный фильтр на основе Т-моста
Частотные характеристики режекторного фильтра на основе Т-моста представлены на рисунке рисунок 3.22.
Рисунок 3.22 – Частотные характеристики активного режекторного фильтра (вверху) и Т-моста (внизу)
Выбор Т-моста в качестве частотно-селективной цепи обусловлен следующими факторами:
– возможность использования менее точных резисторов и конденсаторов (резисторы должны быть согласованы с точностью 1 %, а конденсаторы с точностью 5 %);
– возможность изменения селективных свойств за счет выбора определенных соотношений между резистивными и реактивными элементами Т-моста;
– использование меньшего по сравнению с 2Т-мостом количества конденсаторов;
– отсутствие катушек индуктивности.
Исследование возможностей повышения величины добротности режекторных rc-фильтров
Для исследований возможностей повышения величины добротности режекторных RC-фильтров необходимо использовать схему, представленную на рисунке 3.24.
Рисунок 3.24 – Схема активного режекторного фильтра на основе Т-моста
с регулируемой добротностью
Предлагаемая схема повышения величины коэффициента добротности обеспечивает возможность его оперативной регулировки для неинвертирующих симметричных режекторных фильтров второго порядка. Она позволяет исключить реактивный элемент (индуктивность). При использовании дополнительной обратной связи, снимается проблема зависимости коэффициента передачи фильтра от величины коэффициента добротности, за счет введения дополнительного регулировочного элемента X3.
Найти потенциометр Х3 можно при помощи специального меню в левой части экрана (рисунок 3.25). В поле Search необходимо ввести pot и выбрать соответствующий элемент из выпадающего списка.
Рисунок 3.25 – Окно поиска компонентов
Далее необходимо получить АЧХ и ФЧХ схемы на рис. 3.24 при различных положениях движка потенциометра X3. Для этого необходимо изменять параметр «PERCENT» (процент) потенциометра X3. Провести измерения для значений 0, 30, 50, 70, 80, 90, 95, 98. Определить величину добротности. Построить график зависимости добротности от положения движка потенциометра X3. По полученному графику определить, в каком положении должен находиться движок потенциометра X3, чтобы величина добротности режекторного фильтра была равна 5.
Контрольные вопросы
1. Объясните причину ослабления синфазного сигнала дифференциальным операционным усилителем.
2. Чем обеспечивается глубокое подавление входного сигнала на частоте режекции?
3. Каким образом можно изменить частоту режекции?
4. Почему различается добротность пассивных RLC режекторных фильтров с последовательным и параллельным LC-контурами?
5. Изобразите в одной плоскости АЧХ двух режекторных фильтров с низкой и высокой добротностями.
6. Напишите передаточную функцию режекторного фильтра по его трем основным параметрам – частоте режекции, добротности и коэффициенту передачи при постоянном токе и бесконечно большой частоте. Параметры задайте произвольно.
7. Изобразите АЧХ режекторного фильтра по его трем основным параметрам – частоте режекции, добротности и коэффициенту передачи при постоянном токе и бесконечно большой частоте. Параметры задайте произвольно.
8. Объясните характер зависимости величины добротности от положения движка потенциометра X3.