Аналітично розрахункова частина

 

Дана схема смугового активного фільтра складається з чотирьох каскадів, які зв’язані між собою і утворюють смуговий активний фільтр.

Розрахунок схеми ми будем проводити розраховуючи послідовно наступні каскади. Першим каскадом являється фільтр нижніх частот по наступним даним, які дані в технічному завданні.

1.1 Беремо каскад фільтра на основі ОП з багатопетлевим зворотнім зв’язком, який забезпечує заданий нахил АЧХ по лінії обмежень n=-40 дБ/дек.

1.2 Беремо ОП на частоті одиничного підсилення, якого

 

 

Для ОП типу 140 УД6 , тобто останнє рівняння виконується із запасом. По довіднику R_{BX ОП}=2000кОм R_{ВИХ ОП}=200 Ом, тобто номінали резисторів повинні знаходитись у обмеженні від 2 кОм до 200 кОм.

1.3 Задаємо значення ємності С₂=2200 пф, відмітимо, що ця величина значно більша можливих паразитних ємностей в каскаді. Конденсатори КМ – 6 такої ємності мають малі габарити і добру стабільність (групи по ТКЕ ПЗЗЗ і М47).

1.4 Знаходимо значення допоміжного коефіцієнта:

K=2πf₀C₂=6.28*75*10³*2200*10^-12=103,6*10^-5.

Звідси величина ємності С₁ при максимально плоскій характеристиці

 

.

1.5 Визначаємо значення резистора каскаду фільтра:

 

 

Опори резисторів R₁ R₂ R₃ отримали менші 2 кОм тому зменшимо ємність С₂ приблизно у 12 раз, отримаємо

і зробимо перерахунок каскаду. Отримаємо:

К=8,6 *10^-5

С₁=1500пф

R₁=2,7кОм

R₂=8,2кОм

R₃=2кОм

1.6 Перевіримо отримане значення частоти зрізу:

 

 

і коефіцієнта підсилення у смузі пропускання

2. Розв’яжемо наступний каскад активного смугового фільтра де вхідні дані каскаду являється вихідними першого каскаду.

2.1 Беремо каскад фільтра на основі ОП з багатопетлевим зворотнім зв’язком котра забезпечує заданий нахил АЧХ по лінії обмежень n=-40 дБ/дек.

2.2Беремо ОП на частоті одиничного підсилення якого

 

Для ОП типу 140 УД6 , тобто останнє рівняння виконується запасом. По довіднику R_{BX ОП}=2000кОм R_{ВИХ ОП}=200 Ом, тобто номінали резисторів повинні знаходитись у обмеженні від 2 кОм до 200 кОм.

2.3 Задаємо значення ємності С₃=2200 пф, відмітимо, що ця величина значно більша можливих паразитних ємностей в каскаді. Конденсатори КМ – 6 такої ємності мають малі габарити і добру стабільність (групи по ТКЕ ПЗЗЗ і М47).

2.4 Знаходимо значення допоміжного коефіцієнта

 

K=2πf₀C₃=6.28*75,4*10³*2200*10^-12=103,1*10^-5.

 

2.5 Визначимо величину ємності С₄ при максимально плоскій характеристиці

визначивши допоміжний коефіцієнт:

 

 

 

2.6 Визначаємо значення резисторів з другого каскаду:

 

Значення резисторів R₆ і R₇ визначимо за допомогою систем рівнянь

 

 

Опори резисторів R₃ R₄ отримали менші 2 кОм тому зменшимо ємність С₃ приблизно у 12 раз, отримаємо

Зробимо перерахунок каскаду, отримаємо:

С₄=560пф

R₄=16кОм

R₅=24кОм

R₆=120кОм

R₇=62кОм

2.7 Перевіримо отримане значення частоти зрізу:

 

 

і коефіцієнта підсилення у смузі пропускання

3. Розв’яжемо наступний каскад смугового активного фільтра де вхідні дані каскаду являється вихідними другого каскаду.

3.1Беремо каскад фільтра на основі ОП з багатопетлевим зворотнім зв’язком котра забезпечує заданий нахил АЧХ по лінії обмежень n=-40 дБ/дек.

3.2Беремо ОП на частоті одиничного підсилення якого

Для ОП типу 140 УД6 , тобто останнє рівняння виконується із запасом. По довіднику R_{BX ОП}=2000кОм R_{ВИХ ОП}=200 Ом, тобто номінали резисторів повинні знаходитись у обмеженні від 2 кОм до 200 кОм.

3.3 Задаємо значення ємності С₅=С₇=2200 пф, відмітимо, що ця величина значно більша можливих паразитних ємностей в каскаді. Конденсатори КМ – 6 такої ємності мають малі габарити і добру стабільність (групи по ТКЕ ПЗЗЗ і М47).

3.4 Знаходимо значення допоміжного коефіцієнта

 

K=2πf₀C₃=6.28*75,9*10³*2200*10^-12=104,8*10^-5.

 

3.5 Визначимо величину ємності С₆ при максимально плоскій характеристиці

 

 

3.6 Визначаємо значення резисторів з третього каскаду:

 

 

Опір резистора R₈ отримали менший 2 кОм тому зменшимо ємність С₅ приблизно у 12 раз, отримаємо:

С₅=С₇=200пф

С₆=51пф

R₈=10кОм

R₉=56кОм

3.7 Перевіримо отримане значення частоти зрізу:

 

 

і коефіцієнта підсилення у смузі пропускання

4.Розв’яжемо наступний каскад смугового активного фільтра де вхідні дані каскаду являється вихідними третього каскаду.

4.1Беремо каскад фільтра на основі ОП з багатопетлевим зворотнім зв’язком котра забезпечує заданий нахил АЧХ по лінії обмежень n=-40 дБ/дек.

4.2Беремо ОП на частоті одиничного підсилення якого

 

 

Для ОП типу 140 УД6 , тобто останнє рівняння виконується запасом. По довіднику R_{BX ОП}=2000кОм R_{ВИХ ОП}=200 Ом, тобто номінали резисторів повинні знаходитись у обмеженні від 2 кОм до 200 кОм.

4.3 Задаємо значення ємності С₈=С₉=2200 пф, відмітимо, що ця величина значно більша можливих паразитних ємностей в каскаді. Конденсатори КМ – 6 такої ємності мають малі габарити і добру стабільність (групи по ТКЕ ПЗЗЗ і М47).

4.4 Знаходимо значення допоміжного коефіцієнта

K=2πf₀C₈=6.28*76,3*10³*2200*10^-12=105,4*10^-5.

4.5 Визначимо величину опору R₁₀ R₁₁ при максимально плоскій характеристиці

 

 

Значення резисторів R₁₂ і R₁₃ визначимо за допомогою систем рівнянь:

 

 

Опори резисторів R₁₀ R₁₁ отримали менші 2 кОм тому зменшимо ємність С₈ приблизно у 12 раз, отримаємо:

С₈=С₉=200пф

і робимо перерахунок каскаду:

К=8,7*10^-5

R₁₀=16 кОм

R₁₁=8,2 кОм

R₁₂=87 кОм

R₁₃=43 кОм

4.6 Перевіримо отримане значення частоти зрізу:

і коефіцієнта підсилення у смузі пропускання

 

ВИСНОВОК

 

В даний час прийнято називати активним фільтром схему, що складається з резисторів, конденсаторів, що розрахований на пропускання сигналів у визначеній смузі частот і згасання сигналів за межами цієї смуги. Характерною особливістю активних фільтрів є відсутність індуктивностей і використання в якості активних елементів операційних підсилювачів. Розрізняють фільтри верхніх і нижніх і смугових частот. У даному курсовому проекті розрахована схема що складається з двох каскадів фільтрів верхніх частот і фільтрів нижніх частот. Фільтри забезпечують фільтрацію схеми і пригнічення електромагнітних завад, відкидають сигнали одних частот, і пропускають сигнали потрібної частоти. Фільтри широко використовуються в радіотехніці, автоматиці, вимірювальній техніці. З все більшим розвитком науки і техніки створюються все сучасні засоби фільтрації сигналів, які знайдуть місце в нових технологіях майбутнього.

 

ЛІТЕРАТУРА

1. Скаржепа В.А., Луценко А.Н. Электроника и микросхемотехника. Электронные устройства информационной автоматики. Под общ. Ред. А.А Краснопрошиной.-К.:ВШ,1989.-432 с.

2. Скаржепа В.А., Сенько В.И. Электроника и микросхемотехника. Сборник задач-К.:ВШ, 1989.-232 с.

3. У.Хилл,П.Хоровиц.Искусство схемотехники.-М.:МИР, 1998.-704с.

4. Електроніка та мікросхемотехніка. Ч 1. Електронні елементи, теорія, розрахунки. Лабораторний практикум. Ю.В.Шабатура, М.І.Бандак, В.В. Присяжнюк.-Вінниця:ВДТУ, 1998-144с.

5. Методичні вказівки до виконання розрахункових завдань з курсів “ЕПА” та “ЕА”.Ю.В.Шабатура, М.І.Бандак.-Вінниці ВПІ,1993-40с.

6. В.И. Щербаков, Г.И. Грездов. Электронные схемы на операционных усилителях.-К.: Техника, 1983.-231 с.

7. М.Кауфман, А.Сидман. Практическое руководство по расчётам схем в электронике. Справочник в двух томах. М.:Энергоатомиздат, 1991.-367с.