Активный фильтр низких частот

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Тип фильтра определяется допустимой неравномерностью его АЧХ в полосе пропускания. При _С =0 выбирается фильтр Баттерворта, а при _С 0 - фильтр Чебышева Для _С = 3дБ выбираем фильтр Чебышева.

Необходимый порядок фильтра ( n ) выбирается исходя из: минимального затухания в полосе заграждения _З и допустимой неравномерности его АЧХ в полосе пропускания _С .

, где

Рассмотрим каскадную реализацию фильтра в виде последовательного соединения взаимонезаменяемых звеньев второго порядка (т.к. n=6 - четное), количество звеньев определяется соотношением

(звена второго порядка)

Определим значения коэффициентов a_i , b_i полинома, аппроксимирующего передаточную функцию фильтра и добротности полюсов звеньев фильтра:

Для i=1 (первое звено) получим:

Для i=2 (второе звено) получим:

Для i=3 (третье звено) получим:

Расчет звеньев фильтра:

Исходя из добротностей для всех звеньев подходит схема звена второго порядка на повторителе:

Передаточная характеристика имеет вид :

Отсюда при извесных a_i , b_i _в рассчитываются элементы схемы:

1. Выбираем значение емкости С1 близкое к

и номинальное значение С2, удовлетворяющее условию:

1. для первого звена

2. для второго звена

3. для третьего звена

2. Рассчитываем величины R₁ и R₂ по соотношениям:

1. для первого звена

2. для второго звена

3. для третьего звена

3. Исходя из полученных результатов выбираем операционный усилитель : основными параметрами являются входное сопротивление, диапазон частот , минимальное сопротивление нагрузки.

Приемлемым является ОУ - 140УД6

Теоретическая часть

1.Введение

Простые RC - фильтры нижних или верхних частот обеспечивают пологие характеристики коэффициента передачи с наклоном 6Дб/октава после точки, соответствующей значению коэффициента передачи -3Дб. Для многих целей такие характеристики вполне подходят, особенно в тех случаях, когда сигнал, который должен быть подавлен, далеко сдвинут по частоте относительно полосы пропускания. В качестве примеров можно привести шунтирование радиочастотных сигналов в схемах усиления звуковых частот, «блокирующие» конденсаторы для устранения постоянной составляющей и разделения модулирующей и несущей частот.

Однако часто возникает необходимость в фильтрах с более пологой характеристикой в полосе пропускания и более крутыми склонами. Такая потребность существует всегда, когда надо отфильтровать сигнал от помехи близкой по частоте.

Активные фильтры можно использовать для реализации фильтров нижних (АФНЧ) и верхних (АФВЧ) частот, полосовых и полосно подавляющих фильтров, выбирая тип фильтра в зависимости от наиболее важной характеристики, таких, как максимальная равномерность усиления в полосе пропускания, крутизна переходной области характеристики или независимость времени запаздывания от частоты. Кроме того можно построить как «всепропускающие фильтры» с плоской амплитудно-частотной характеристикой. Но не стандартной фазо-частотной характеристикой (они также известны как «фазовые корректоры»), так и наоборот - фильтры с постоянным фазовым сдвигом, но с произвольной амплитудно-частотной характеристикой

Типы фильтров

Предположим, что требуется фильтр нижних частот с плоской характеристико