Расчет частотных характеристик активного фильтра второго порядка на операционном усилителе

МО УКРАИНЫ

Севастопольский государственный

технический университет

 Кафедра РЭ

КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине «Основы автоматизации проектирования радиоэлектронной аппаратуры»

Тема работы: Расчет частотных характеристик активного

фильтра второго порядка на операционном усилителе.

Номер зачётной книжки: 971959

 

Выполнил: ст. гр. Р-32д

Бут Р.

 Проверил:

 Иськив В.

СЕВАСТОПОЛЬ 2000

Задание: рассчитать АЧХ и ФЧХ заданного фильтра по уравнениям математической модели и сравнить данные расчетов с результатами применения стандартного пакета автоматизированного проектирования.

Исходные данные:

f0=11.5 кГц.

f1=6.2 кГц.

f2=9 кГц.

f3=9.2 кГц.

f4=10.5 кГц.

 

Содержание

Стр.

1.    Выбор схемной реализации фильтра, разработка его эквивалентной схемы. ………………………………4

2. Формирование уравнений математической модели фильтра. ………………………………………………..5

3.    Разработка блок - схемы алгоритма и программы формирования матрицы главных сечений (МГС). …...9

4.     Расчет коэффициентов уравнения выхода. ………………………………………………………………….11

5.    Формирование системы линейных уравнений для расчета частотных характеристик, разработка алгоритма программы. ………..……………………………………………………………………………….12

6.    Расчет частотных характеристик с использованием пакета «Electronics Workbench Pro». ………………16

7.    Заключение. …………………………………………………………………………………………………….18

8.    Список литературы. …………………………………………………………………………………………...19

1. Выбор схемной реализации фильтра, разработка его

эквивалентной схемы.

При выборе схемной реализации фильтра необходимо произвести оценку его добротности. Оценку добротности производится по отношению резонансной частоты к удвоенному значению частотного интервала по уровню 0,707

Следовательно

 

Добротность Q=3.14<2 - данный фильтр будет среднедобротным. Схема такого фильтра будет выглядеть следующим образом

 

Рис.1. Схема полосового фильтра со средней добротностью.

Для построения эквивалентной схемы фильтра, необходимо заменить операционный усилитель его схемой замещения, которая представлена на рис.2.

	R1

Е

Rвых

	R2

Рис.2. Схема замещения операционного усилителя.

где, R1=R2=500 кОм, Rвых=100 Ом, Е=1 В.

В результате замены операционного усилителя его схемой замещения, эквивалентная схема фильтра будет выглядеть как показано на рис. 3.

		(4)

Рисунок.3. Эквивалентная схема фильтра.
Рассчитаем элементы фильтра:  Пусть С3=16 нФ, С4=64 нФ, тогда остальные элементы схемы:

E1= 7.5 мВ;

E2= 7.125 мВ;

R5= 8.5 кОм;

R6= 40 кОм;

R7= 12 кОм;

R8= 4 кОм;

R9= 1.3 кОм;

R10= 2.8 кОм;

R11= 700 Ом;

I12= 5 мА;

I13= 0.5 мА.