Аткивные фильтры

Подключение rc-фильтра ко входу ОУ позволяет обеспечить режимы близкие к ХХ, при этом обеспечивают необходимый коэффициент усиления. Такое сочетание ОУ с rc-цепью образует активный фильтр. Усилители имеющие избирательные свойства условно подразделяют на фильтры: низких, высоких частот, полосовые (селекторные), режекторные (заграждающие).

Фильтры низких и высоких частот пропускают только низкие или только высокие частоты. Полосовые и режекторные обеспечивают пропускание или не пропускание сигналов определенных частот.

Для получения усилителей избирательных свойств в области низких частот (ниже 20кГц) преимущественно применяют rc-цепи интегрирующего или дифференцирующего типа. Они включаются на входе или выходе усилителя и охватывают его частотно зависимые обратные связи. В области высоких частот в качестве фильтров низких частот применяются иногда катушки индуктивности, а полосовые и режекторные используются на основе lc-фильтров.

ФВЧ

ФНЧ

Рис.14

Активный фильтр — электронный усилитель, содержащий rc-цепи, включенные так, что у усилителя появляются избирательные свойства.

Д ля фильтра ВЧ, который часто используется в качестве дифференцирующего устройства, коэффициент передачи определится как

Частоту сопряжения амплитуд находят из условия

Д ля фильтра НЧ

Как видно передаточные функции простейших фильтров представляют собой уравнения первого порядка, поэтому их называют фильтрами первого порядка.

При объединении фильтров НЧ и ВЧ получаем полосовой фильтр.

Рис.15

Для улучшения избирательности нужно повышать порядок передаточной функции засчет введения дополнительных rc-цепей или последовательного включения идентичных активных фильтров. На практике наиболее часто используют ОУ с обратной связью, работа которых описываются уравнением второго порядка, такие фильтры называются фильтрами второго порядка

ФНЧ

ФВЧ

Полосовой фильтр

Р ис.16

- для ФНЧ

- для ФВЧ

- для полосового фильтра

Резонансная частота полосового фильтра

Н ачало среза ФНЧ

Н ачало среза ФВЧ

Достаточно часто полосовые фильтры второго порядка реализуются с помощью мостовых цепей. Наиболее распространены двойные Т-образный мосты, которые не пропускают сигнал на частоте резонанса, и мосты Вина, имеющие максимальный коэффициент передачи на резонансной частоте.

Рис.17 Мост Вина

При использовании моста Вина на частоте резонанса получается максимальная глубина положительной обратной связи и наибольшее усиление, при этом для сохранения устойчивости глубина ООС, созданная с помощью резисторов R1 и R2, должна быть положительной.

Транзисторные ключи

Рис.18

Ключ должен обеспечить: 1)минимальное остаточное напряжение в замкнутом состоянии, что возможно при стремлении к нулю его сопротивления в этом состоянии. 2)максимальное сопротивление в разомкнутом состоянии, что позволяет снизить токи утечки и обеспечить выходное напряжение близкое к напряжению питания.

Схема замещения и ВАХ

Рис.19

Ключи характеризуются следующими параметрами:

1. Входными и выходными напряжениями и токами;

2. Пороговым напряжением и шириной внутри пороговой области;

3. Быстродействие, характеризующее длительность переключения из одного состояния в другое;

4. Чувствительность, т.е. минимальное значение входного напряжения, при котором происходит надежное включение;

5. Помехоустойчивость, характеризующая чувствительность ключа к воздействиям помех импульсного характера, проникающим по входным цепям и цепям питания;

6. Температурный диапазон работы;

7. Надежностью;