Download - РАСЧЁТ АКТИВНОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ФИЛЬТРА
![Page 1: РАСЧЁТ АКТИВНОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ФИЛЬТРА](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022032709/56812faf550346895d95354e/html5/thumbnails/1.jpg)
РАСЧЁТАКТИВНОГО
ВЫСОКОЧАСТОТНОГОФИЛЬТРА
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 1. Всего 26.
![Page 2: РАСЧЁТ АКТИВНОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ФИЛЬТРА](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022032709/56812faf550346895d95354e/html5/thumbnails/2.jpg)
КРАТКАЯ ТЕОРИЯ
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 2. Всего 26.
![Page 3: РАСЧЁТ АКТИВНОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ФИЛЬТРА](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022032709/56812faf550346895d95354e/html5/thumbnails/3.jpg)
uВХ
R1
RНE2
E1
+
+
R2C
RВХ
DA
Схема активного фильтра верхних частот
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 3. Всего 26.
![Page 4: РАСЧЁТ АКТИВНОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ФИЛЬТРА](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022032709/56812faf550346895d95354e/html5/thumbnails/4.jpg)
Её математическое описание имеет вид:
Передаточная функция фильтра верхних частот, показана на рисунке.
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 4. Всего 26.
1/ООС1/2
К(), дБ
20lgКU OOC
.1
)1(
1
)(1
)1(
)(1)( 2
0
012
2
0
0
р
рK
K
pK
рK
KрW
KрW
OOC
OOCU
U
U
OOCU
UЧ
UООСОУ
![Page 5: РАСЧЁТ АКТИВНОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ФИЛЬТРА](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022032709/56812faf550346895d95354e/html5/thumbnails/5.jpg)
В вышеприведённой формуле:
CR21 CRR )( 212
)1( 0
012
U
UООС K
K
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 5. Всего 26.
0
0
1 U
UOOCU K
KK
- коэффициент усиления ОУ с ООС
на нулевой частоте
0
012
2
0
0
1
)(1
)1(
)(1)(
U
U
OOCU
UOC
UООСОУ
K
pK
рK
KрB
KрW
uВХ
R1
RНE2
E1
+
+
R2C
RВХ
DA
.1
)1( 2
р
рK
OOC
OOCU
![Page 6: РАСЧЁТ АКТИВНОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ФИЛЬТРА](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022032709/56812faf550346895d95354e/html5/thumbnails/6.jpg)
Как получена формула передаточной функции WU OOC
p
p
CpRR
CpR
pCRR
pCR
BOC2
1
21
2
21
2
1
1
)(1
11
1
p
pKp
KK
p
pKpK
Kp
pK
KB
KpW
UOOCU
UU
U
U
U
UOC
UOOCU
1
012
1
01
012
10
02
1
0
0
0
1
)(1
1
)1)(1
)(1(
)1(
1
111
)(
Коэффициент обратной связи:
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 6. Всего 26.
![Page 7: РАСЧЁТ АКТИВНОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ФИЛЬТРА](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022032709/56812faf550346895d95354e/html5/thumbnails/7.jpg)
Первой на передаточной функции (рис. 2) будет асимптота с наклоном +20 дБ/дек, так как 2 >> ООС.
До частоты коэффициент передачи
данного фильтра практически равен единице (0 дБ). После этой частоты начинается асимптота с наклоном +20 дБ/дек, которая заканчивается на
частоте .
2
1
ООС 1
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 7. Всего 26.
1/ООС1/2
К(), дБ
20lgКU OOC
![Page 8: РАСЧЁТ АКТИВНОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ФИЛЬТРА](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022032709/56812faf550346895d95354e/html5/thumbnails/8.jpg)
Полоса пропускания лежит в диапазоне
ОУ
U
ООС
RR
RK
21
2011
Коэффициент передачи в полосе пропускания такого фильтра равен
2
11R
RКООС
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 8. Всего 264.
![Page 9: РАСЧЁТ АКТИВНОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ФИЛЬТРА](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022032709/56812faf550346895d95354e/html5/thumbnails/9.jpg)
ЗАДАНИЕ
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 9. Всего 26.
![Page 10: РАСЧЁТ АКТИВНОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ФИЛЬТРА](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022032709/56812faf550346895d95354e/html5/thumbnails/10.jpg)
1. Спроектировать активный фильтр верхних частот с коэффициентом передачи (коэффициентом усиления) КU и нижней частотой fH. Коэффициент усиления самого ОУ - КU0. ОУ имеет постоянную времени ОУ.
2. Используя программу WEWB, проверить правильность произведённых расчётов.
3. Для всех вариантов при проверке установить в схеме Е1 = Е 2 =15 В, uВХ = 50 мВ, RВХ = 200 Ом, RН = 20 кОм. Остальные параметры согласно Вашему варианту (таблица 1).
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 10. Всего 26.
![Page 11: РАСЧЁТ АКТИВНОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ФИЛЬТРА](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022032709/56812faf550346895d95354e/html5/thumbnails/11.jpg)
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 11. Всего 26.
![Page 12: РАСЧЁТ АКТИВНОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ФИЛЬТРА](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022032709/56812faf550346895d95354e/html5/thumbnails/12.jpg)
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 12. Всего 26.
![Page 13: РАСЧЁТ АКТИВНОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ФИЛЬТРА](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022032709/56812faf550346895d95354e/html5/thumbnails/13.jpg)
ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ
ЗАДАНИЯ
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 13. Всего 26.
![Page 14: РАСЧЁТ АКТИВНОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ФИЛЬТРА](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022032709/56812faf550346895d95354e/html5/thumbnails/14.jpg)
ЗАДАНИЕ
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 14. Всего 26.
![Page 15: РАСЧЁТ АКТИВНОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ФИЛЬТРА](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022032709/56812faf550346895d95354e/html5/thumbnails/15.jpg)
Спроектировать активный фильтр верхних частот с коэффициентом передачи КU = 100 и нижней частотой fH = 500 Гц. Коэффициент усиления ОУ КU0 = 200000, постоянная времени ОУ = 0,03 с.
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 15. Всего 26.
![Page 16: РАСЧЁТ АКТИВНОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ФИЛЬТРА](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022032709/56812faf550346895d95354e/html5/thumbnails/16.jpg)
РЕШЕНИЕ
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 16. Всего 26.
![Page 17: РАСЧЁТ АКТИВНОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ФИЛЬТРА](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022032709/56812faf550346895d95354e/html5/thumbnails/17.jpg)
Нижняя круговая частота полосы пропускания
31050022 HН f
Коэффициент передачи цепи ООС на верхней частоте
3
21
2 10995,9100200000
100200000)(
UUO
UUOOC KK
KK
RR
RВ
Для цепи ООС имеем 1 < 2, но учитывая, что KU0 >> 1, можно считать, что ООС 1 = R2C2.
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 17. Всего 26.
![Page 18: РАСЧЁТ АКТИВНОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ФИЛЬТРА](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022032709/56812faf550346895d95354e/html5/thumbnails/18.jpg)
Примем R ОС 2 = 4,7 кОм. Тогда
0688,010107,4
1133
2
НR
C мкФ.
Определим сопротивление резистора ROC1, используя формулу
2
11R
RКООС
3,4657,4)1100(1
21
R
КR ООС кОм.
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 18. Всего 26.
![Page 19: РАСЧЁТ АКТИВНОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ФИЛЬТРА](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022032709/56812faf550346895d95354e/html5/thumbnails/19.jpg)
У идеального фильтра высокой частоты логарифмическая АЧХ (ЛАЧХ) после частоты Н должна иметь постоянный коэффициент передачи до = . В реальной схеме это не так. Из-за неидеальности ОУ, начиная с некоторой частоты, ЛАЧХ будет иметь асимптоту с наклоном минус 20 дБ/дек. Поэтому, строго говоря, рассматриваемый фильтр является полосовым фильтром, а не фильтром верхних частот.
653
0
101510210995,91
03,0
1
UOC
ОУВ KВ
с
1061510152
1
2
16
ВВf Гц.
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 19. Всего 26.
![Page 20: РАСЧЁТ АКТИВНОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ФИЛЬТРА](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022032709/56812faf550346895d95354e/html5/thumbnails/20.jpg)
ПРОВЕРКА
РЕШЕНИЯ
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 20. Всего 26.
![Page 21: РАСЧЁТ АКТИВНОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ФИЛЬТРА](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022032709/56812faf550346895d95354e/html5/thumbnails/21.jpg)
Проверить можно, используя программу WEWB.Для этого надо:
1. Собрать схему, показанную на рисунке 3. Включить её и проверить правильность расчётов.
2. Как это сделать?:2.1. Установить визирную линию характериографа на
среднюю частоту для проверки соответствия расчётного и заданного коэффициентов усиления (рис. 3);
2.2. Установить визирную линию характериографа по уровню минус 3 дБ для определения нижней граничной частоты (fН) (Рис.4);
2.3. Установить визирную линию характериографа по уровню минус 3 дБ для определения верхней граничной частоты (fВ) (рис. 5).
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 21. Всего 26.
![Page 22: РАСЧЁТ АКТИВНОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ФИЛЬТРА](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022032709/56812faf550346895d95354e/html5/thumbnails/22.jpg)
uBX
R2
RНE2
E1
+
+
Характериограф
R1C
RВХ
DA
Рис. 3. Высокочастотный фильтр с характериографом.
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 22. Всего 26.
![Page 23: РАСЧЁТ АКТИВНОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ФИЛЬТРА](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022032709/56812faf550346895d95354e/html5/thumbnails/23.jpg)
По показанной АЧХ можно заключить, что рассчитанный коэффициент усиления (100 раз) соответствует заданному (100 раз или 40 дБ).
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 23. Всего 26.
![Page 24: РАСЧЁТ АКТИВНОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ФИЛЬТРА](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022032709/56812faf550346895d95354e/html5/thumbnails/24.jpg)
Из рисунка видно, что нижняя частота фильтра (473 Гц) приблизительно соответствует заданной частоте (500 Гц).
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 24. Всего 26.
![Page 25: РАСЧЁТ АКТИВНОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ФИЛЬТРА](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022032709/56812faf550346895d95354e/html5/thumbnails/25.jpg)
Из рисунка видно, что верхняя частота фильтра (10600 Гц) приблизительно соответствует расчётной частоте (10615 Гц).
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 25. Всего 26.
![Page 26: РАСЧЁТ АКТИВНОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ФИЛЬТРА](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022032709/56812faf550346895d95354e/html5/thumbnails/26.jpg)
Из полученных результатов проверки можно заключить, что
расчёт фильтра выполнен верно
Автор Останин Б.П. Конец слайда
Расчёт активного ВЧ фильтра на ОУ. Слайд 26. Всего 26.