4. Полосно-пропускающие фильтры на инун

Схема на ИНУН, изображенная на рис. 1.28, реализует функцию полосно-пропускающего фильтра второго порядка (1.45), где

(1.49)

при

. (1.50)

Значения сопротивлений для схемы, приведенной на рис. 1.28, равны

(1.51)

где С₁иимеют произвольные значения и

. (1.52)

Рис. 1.28. Схема полосно-пропускающего фильтра на ИНУН

Можно добиться значительного упрощения, если выбрать = 2 или, что эквивалентно,R₄=R₅. В этом случае уравнение (1.51) имеет вид

(1.53)

Этот полосно-пропускающий фильтр на ИНУН обладает теми же преимуществами, что и рассмотренные ранее фильтры на ИНУН нижних и верхних частот. Он обеспечивает неинвертирующий коэффициент усиления и может реализовывать при небольших коэффициентах усиления значения добротности Q<10.

5. Рекомендации по расчету полосно-пропускающего фильтра с многопетлевой обратной связью

Согласно [1] можно рекомендовать следующий порядок расчета полосно-пропускающего фильтра второго порядка, обладающего заданной центральной частотой f₀, Гц, или, рад/с, коэффициентом усиления звенаKи добротностьюQ:

1. Выбрать номинальное значение емкости С₁(близкое к значению 10/f₀мкФ) и номинальное значение емкостиС₂, удовлетворяющее условию

.

2. Вычислить сопротивления

(1.54)

Расчет элементов провести при следующих соотношениях параметров:

 = K/Q;= 1/Q;= 1. (1.55)

3. Выбрать номинальные значения сопротивлений, наиболее близкие к вычисленным значениям, и реализовать фильтр или его звенья в соответствии со схемой, показанной на рис. 1.29.

Рис. 1.29. Схема полосно-пропускающего фильтра с МОС

6. Рекомендации по расчету полосно-пропускающего фильтра на инун

Согласно [1] можно рекомендовать следующий порядок расчета полосно-пропускающего фильтра второго порядка, обладающего заданной центральной частотой f₀, Гц, или, рад/с, коэффициентом усиления звенаKи добротностьюQ:

1. Выбрать номинальное значение емкости С₁(близкое к значению 10/f₀мкФ).

2. Вычислить сопротивления

(1.56)

Расчет элементов провести при следующих соотношениях параметров:

 = K/Q;= 1/Q;= 1. (1.57)

3. Выбрать номинальные значения сопротивлений, наиболее близкие к вычисленным значениям, и реализовать фильтр или его звенья в соответствии со схемой, показанной на рис. 1.30.

Рис. 1.30. Схема полосно-пропускающего фильтра на ИНУН

2. Краткие сведения о лабораторном стенде

Исследуемый операционный усилитель 140УД8 вмонтирован в плату с набором монтажных гнезд. Напряжение питания к нему подведено, а вывод «корпус» – заземлен.

Для защиты микросхем от перегрузки между входами встречно включены диоды Д220, а последовательно с выходами – резисторы 1 килоом.

Для монтажа схем на плату выведены выводы 3 и 4 (инвертирующий и неинвертирующий входы) и вывод 7 (выход).

Балансировка 140УД8 производится потенциометром, встроенным в стенд.

Сборка схемы испытаний производится с помощью гибких перемычек и сопротивлений, набор которых имеется в лабораторном столе. Для исследования используются приборы С1-93, Г3-112.

3. Домашнее задание

1. Изучить описание экспериментальной установки, основные параметры и правила пользования измерительными приборами (см. методические указания к лабораторной работе № 1 по курсу «Схемотехника АЭУ» [7, 8]).

2. Изучить способы построения активных фильтров на ОУ, методы их анализа и расчета, приведенные в настоящих методических указаниях, а также в [1 – 5].

3. Выполнить расчет элементов ФНЧ Баттерворта и Чебышева второго порядка при инвертирующем и неинвертирующем включении ОУ.

4. Выполнить расчет элементов ФВЧ Баттерворта и Чебышева второго порядка при инвертирующем и неинвертирующем включении ОУ.

5. Выполнить расчет элементов ПФ Баттерворта второго порядка при инвертирующем и неинвертирующем включении ОУ.

Исходные данные для расчета приведены в таблице. Емкости конденсаторов С₂для ФНЧ (инвертирующее включение) иС₁,С₂ (неинвертирующее включение);С₁,С₂ для ФВЧ во всех вариантах принять равными 0,1 мкФ. Емкость конденсатораС₁для ФНЧ (инвертирующее включение) взять равной 1 нФ. Емкости конденсато­ровС₁иС₂для ПФ взять равными 0,01 мкФ. Для фильтров Чебышева применять неравномерность АЧХ в пределах полосы пропускания.

В каждом варианте проводится расчет всех фильтров. Полученные значения параметров элемен­тов используются при выполнении экспериментальной части работы.

Номер вар-та	ФНЧ		ФВЧ		ПФ
	K	fC, кГц	K	fC, кГц	K	fC, кГц	Q
1	10,0	0,10	4,5	0,20	13,4	1,67	7,90
2	7,5	0,27	10,0	0,34	23,0	1,23	8,50
3	10,0	0,31	1,5	0,13	50,0	4,10	16,6
4	7,3	0,44	4,5	0,54	18,0	1,05	11,0
5	15,0	0,20	10,0	0,19	24,0	1,70	14,7
6	12,0	0,46	1,5	0,24	58,0	1,83	8,6
7	7,0	0,84	4,5	0,30	75,0	1,40	13,0
8	10,0	0,53	10,0	0,77	55,0	1,90	28,0