13.6 Проектування фільтрів на джерелах напруги керованих напругою

Для проектування n–полюсних фільтрів (при парному n) необхідно з’єднати секцій на ДНКН. Тому розрахунки ведуться тільки для фільтрів парного порядку. В кожній секції і. Як і звичайно в схемах на ОП, значенняR вибираються в діапазоні від 10 до 100 кОм. Резисторів з малим номіналом краще уникати оскільки вихідний опір ОП додається до опору резистора, вносячи помилку у розрахунки. Розрахунки ведуться з використанням даних табл. 13.1.

Розраховуючи фільтр Баттерворта, необхідно мати на увазі, що усі секції мають однакові значення R i C, які визначаються відношенням де– частота зрізу фільтра (–3 дБ). Щоб побудувати, наприклад, 6–полюсний фільтр Баттерворта НЧ, необхідно з’єднати три наведені вище секції з коефіцієнтами підсилення, рівними відповідно 1,068, 1,586 та 2,483 (бажано у вказаному порядку, щоб запобігти проблем з динамічним діапазоном) і підбираючи ідентичні для усіх секцій значенняR i C встановлюємо точку, що відповідає частоті . Наприклад,

Таблиця 13.1 – Таблиця даних для розрахунків номіналів пасивних

Елементів фільтрів

n	Фільтр Баттерворта	Фільтр Бесселя		Фільтр Чебишева (0,5 дБ)		Фільтр Чебишева (2 дБ)
	К		К		К		К
2 4 6 8	1,586 1,152 2,235 1,068 1,586 2,483 1,038 1,337 1,889 2,610	1,274 1,432 1,606 1,607 1,692 1,908 1,781 1,835 1,956 2,192	1,268 1,084 1,759 1,040 1,364 2,023 1,024 1,213 1,593 2,184	1,231 0,597 1,031 0,396 0,768 1,011 0,297 0,599 0,861 1,006	1,842 1,582 2,660 1,537 2,448 2,846 1,522 2,379 2,711 2,913	0,907 0,471 0,964 0,316 0,730 0,983 0,238 0,572 0,842 0,990	2,114 1,924 2,782 1,891 2,648 2,904 1,879 2.605 2,821 2,946

Дещо складніше побудувати фільтр Бесселя і Чебишева. Як і в попередньому випадку з’єднується необхідна кількість секцій 2–х полюсних фільтрів з вказаним для кожної секції коефіцієнтом підсилення (див. табл. 13.1). В кожній секції попередньо забезпечується рівність і. Але далі для кожної секції необхідно забезпечити свій добутокRC, який обчислюється за допомогою множників нормування (див. табл. 13.1) за виразом. Для фільтра Чебишева– частота, на якій АЧХ падає нижче діапазону нерівномірності при переході до смуги затримки. У випадку збільшення нерівномірності АЧХ в смузі для фільтрів Чебишева вдається отримати більшу крутість АЧХ в перехідній області.

Для побудови фільтрів ВЧ використовуються дзеркальні до схеми фільтрів НЧ схеми, тобто схеми де R i C поміняні місцями. При цьому для фільтра Баттерворта значення ілишаються без змін. Для фільтрів Бесселя і Чебишева значеннялишаються без змін, а нормуючий множникзмінюється на зворотній, тобто

Смуговий фільтр отримується при каскадному з’єднанні фільтрів ВЧ і НЧ з перетинальними смугами пропускання. Смугозатримувальний фільтр можна отримати при паралельному з’єднанні фільтрів НЧ і ВЧ зі смугами, що не перетинаються. Смуга пропускання смугового фільтра визначається як ширина характеристики між точками –3дБ, окрім, рівнохвильових фільтрів, для яких ця ширина визначається точками, де характеристика спадає на величину пульсації у смузі пропускання. Але такі фільтри не можуть застосовуватись у випадках коли необхідні фільтри з високою добротністю. У таких випадках слід застосовувати однокаскадну смугову схему або фільтри, що будуються на основі методу змінного стану. Навіть однокаскадний двополюсний фільтр може мати АЧХ з гострим викидом.