Навигация
Расчет активного RC-фильтра низких частот
15296
знаков
1
таблица
4
изображения
3.2. Расчет активного RC-фильтра низких частот
Для наиболее качественного приема сигналов в диапазоне низких частот применим в данном усилителе звено с активным RC-фильтром низких частот.
Исходными данными при расчете ARC-фильтра являются:
f1 - граничная частота полосы пропускания;
а1 - максимально допустимое затухание в полосе пропускания;
fзн - граничная частота полосы заграждения;
аз - минимально допустимое затухание в полосе заграждения.
Для того, чтобы АЧХ фильтра в полосе пропускания была максимально плоской применим к данному фильтру аппроксимацию по Баттерворту.
Зададим исходные данные для рассчитываемого фильтра:
f1 = 2,5 кГц, а1= - 3 дБ (3.2.1)
fз = 5,0 кГц, аз = -15 дБ
По исходным данным отнормируем частоту:
1=fв/fв=2500/2500=1 з=fз/fв=5000/2500=2 (3.2.2)
Для определения порядка фильтра воспользуемся монограммой из справочной литературы. Производя требуемые расчеты получаем, что данный фильтр должен быть второго порядка. Из справочника определяем, что для фильтра второго порядка имеются два полюса:
p1= -0,707-j0,707 и p2= -0,707+j0,707 (3.2.3)
Сомножители полинома Баттерворта имеют вид:
p2+1,41p+1 (3.2.4)
Собственная частота звена второго порядка:
0=(2+2)= (0,7072+0,7072)=1 (3.2.5)
Коэффициент затухания:
d=2/0=2*0,707=1,41 (3.2.6)
Для повышения крутизны АЧХ вблизи частоты среза, отсчитываемого на уровне -3 дБ, используется слабая положительная обратная связь, стабилизированная с помощью отрицательной ОС, цепь которой представлена делителем напряжения R10R11 с коэффициентом передачи напряжения:
B=R10/(R10+R11) (3.2.7)
С целью получения максимально плоской АЧХ параметр
КF1/В=1+R11/R10 (3.2.8)
выбирают равным 1,2.
Сама АЧХ описывается выражением:
Кф()=Кф02/[04+022(d-2)+4] (3.2.9)
где КF=Кф,
0=с=2f1=1/(C6R8C7R9) (3.2.10)
Располагая двумя уравнениями относительно элементов фильтра при шести неизвестных, следует придать численные значения четырем из них. Известными параметрами в данном случае являются:
частота среза - с=2fс=2*2500=15700 рад/с (3.2.11)
коэффициент усиления КF=1,2
Пусть R9=10R8, тогда уравнение относительно C4 имеет вид:
121C72+24,4C6C7+0,04C62=0 (3.2.12)
Решая данное уравнение получаем, что C6=5C7 и тогда
2(C6R8)2=1/(42fс2) (3.2.13)
Отсюда получаем:
R8= 1 кОм
R9= 10 кОм
R10= 1 кОм
R11= 200 Ом
C6= 5,6 мкФ
C7= 1,1 мкФ
Для реализации данного фильтра можно применить операционный усилитель 140УД14А.
Амплитудно-частотная характеристика рассчитанная по формуле (3.2.9) представлена на рисунке 3.2.1.
Рис. 3.2.1
3.3Расчет каскадов предварительного усиления
Рассмотрим вопросы расчета величин навесных элементов усилителя на ОУ, включающей расчет цепей обратной связи, коррекции, балансировки, защиты от перегрузки и т.д., а именно рассчитаем величины резисторов R1 - R6.
Исходными данными являются:
Кu=50 - коэффициент усиления:
Rн=10 кОм - сопротивление нагрузки
fв=5 кГц - верхняя граничная частота
Rг=0 - внутреннее сопротивление источника сигнала
Uвыхmax=4,5 В - максимальная амплитуда выходного напряжения
Выбираем тип ОУ, который с точки зрения частотных свойств должен иметь:
1)f1>Ku*fв=250кГц, (3.3.1)
где f1- частота единичного усиления;
2)Vuвых>2Uвыхmaxfв=6,28*4,5*5000=0,15В/мкс (3.3.2)
Таким требованиям удовлетворяет ОУ типа К157УД2.
Величина сопротивления резистора R1=R4 должны удовлетворять следующим условиям:
R1
Похожие работы
... , Тайваня, США. Телефон-трубка собрана на семи транзисторах. Питание схемы снимается с диодного моста VD4 — VD7 через герконовый (или другого типа) переключатель SA1. На транзисторах VT1, VT2, VT3 собраны дифференциальная схема и электронный ключ для набора номера. Питание разговорной части схемы снимается с делителя R5, R8 и зависит от номинала резистора R8, (150 — 200 Ом). На транзисторе VT4 ...
... , расположенной напротив одного из ушей, к точке, расположенной перед человеком. Дилэй применяется, прежде всего, в том случае, когда запись голоса или акустического музыкального инструмента, выполненную с помощью единственного микрофона, встраивают в стереофоническую композицию. Этот эффект служит основой технологии создания стереозаписей. Подробные рекомендации по применению задержки в этих ...
... называют видеоусилителями. Помимо своего основного назначения, эти усилители используются в устройствах автоматики и вычислительной техники. 2.1 Аналитический обзор Современные усилители низкой частоты выполняются преимущественно на биполярных и полевых транзисторах в дискретном или интегральном исполнении, причем усилители в микроисполнении отличаются от своих дискретных аналогов, ...
... устройства с разных позиций. Поэтому для полной характеристики конкретного усилителя необходимо знание всех его основных признаков. Основные технические показатели усилителей Важнейшими техническими показателями усилителя являются: коэффициенты усиления (по напряжению, току и мощности), входное и выходное сопротивления, выходная мощность, коэффициент полезного действия, номинальное ...
0 комментариев