расчет фнч на оу. КП_Изотов 1 (1). Курсовой проект по дисциплине Технологии создания телекоммуникационных устройств на тему Проектирование электронных устройств
 Скачать 1.25 Mb.
|
Фильтр нижних частотОсновной характеристикой фильтра является его АЧХ. Для математического описания АЧХ на практике используются передаточные характеристики с полиномами Бесселя, Баттерворта, Чебышёва и Золотарёва- Кауэра (эллиптический). АЧХ таких фильтров представлены на рисунок 2.  Рис. 2 АЧХ ФНЧ с разными характеристиками Примечание [o12]: В области низких частот катушки индуктивности не используют, а пассивный фильтр может быть реализован и на RC-цепях.  Для проектирования ФНЧ лучше использовать активный фильтр (на операционных усилителях), т.к. при использовании пассивного фильтра, за счет катушки индуктивности увеличиваются его размеры, вес и стоимость. Выберем фильтр Баттерворта, т.к. его АЧХ максимально гладкая на частотах полосы пропускания и спадает практически до нуля на частотах полосы задерживания.  Требования к крутизне АЧХ входного фильтра определяется верхней частотой сигнала, началом полосы задерживания и требуемым затуханием в полосе задерживания фильтра. Требуемое затухание фильтра в полосе задерживания определяется динамическим диапазоном полезного сигнала DR (по заданию 40 дБ). Примечание [o13]: Требуемое затухание определяется не динамическим диапазоном а спектром исходного сигнала и выбором частоты дискретизации АЦП.  Чем больше крутизна спада АЧХ, тем выше порядок фильтра и соответственно сложнее его схема. Фильтр Баттерворта первого порядка обладает крутизной спада АЧХ 6 дБ/октаву или 20 дБ/декаду, второго и третьего порядка 40 и 60 дБ/декаду соответственно. По заданному условию выберем фильтр второго порядка. [11] Существует большое количество схем активных фильтров, реализуемых на практике. Рассмотрим две из них: Схема Саллена-Ки, известная как фильтр на основе ИНУН (источник напряжения, управляемый напряжением), которая характеризуется высоким входным сопротивлением и малым количеством элементов. Недостатком такой схемы является небольшой коэффициент усиления сигнала в полосе пропускания (K). Если K˃3, то схема переходит в режим генератора синусоидальных колебаний. Схема Рауха (схема с многопетлевой обратной связью (МОС)). Характеризуется малым количеством элементов, достаточно большим коэффициентом усиления.
 По заданию напряжение на входе фильтра , а размах напряжения на выходе фильтра и соответственно на входе АЦП не должен превышать динамического диапазона самого АЦП, который лежит в пределах от 0 до 2,5 В. равен:   Округлим значение K в меньшую сторону: Выберем для расчетов схему Рауха, т.к. коэффициент усиления у этого типа схемы больше, чем у схемы Саллена-Ки. 4 Принципиальная схема ФНЧ Рауха представлена на рисунке 3. 8   0 0  Рис. 3 ОУ в схеме фильтра должен пропускать сигналы с частотами от 0 до 2,4 кГц с рассчитанным коэффициентом усиления, при этом не искажая его. Операционный усилитель LF412 от производителя Texas Instruments
|