Фильтр нижних частот (стр. 2 из 2)
Рисунок 2.3 – ФНЧ-ІІ с многопетлевой обратной связью
3 Топологическая модель фильтра
Граф Мезона ФНЧ- ІІ.
Изобразим граф Мезона для одного звена схемы.
Рисунок 3.1 – Граф Мезона ФНЧ-ІІ
По формуле Мезона рассчитаем передаточную функцию:
(3.1)Сопоставим с её канонической формулой для ФНЧ-ІІ:
(3.2)Откуда получим:
K=R2/R1; (3.3)
(3.4) 
(3.5) В соответствии с полученными передаточными функциями, рассчитываем значения элементов для каждого звена по следующему алгоритму.
Выбираем значение ёмкости C2 равную 10 нФ. Определяем добротность фильтра по формуле
,где A и B – числовые значения перед wп2 и рwп в знаменателе W1(р). Находим ёмкость C2 из соотношения С1>[4(çКç+1)QF2]C2. Определяем два значения R2 (для разных знаков перед корнем):
(4.1)Рассчитываем по два значения для R1 и R3:
R1 = R2/К ,R3 = 1/w02 С1С2R2.
Выбираем из двух полученных наиболее подходящий ряд сопротивлений R1, R2, R3.
1-е звено
Qf=12.8; w0=9205 рад/с;
С1>6,8 мкФ; C1=10 мкФ;
R21=663,06 Ом; R11=16580 Ом;R31=177,97 Ом;
R22=185,09 Ом; R12=4627,18 Ом;R32=637,56 Ом;
Выбираем первый ряд сопротивлений.
2-е звено
Qf=3,46; w0=6806 рад/с;
С1>0,956 мкФ; C1=1 мкФ;
R21=2570,8 Ом; R11=2570,8 Ом;R31=839,76 Ом;
R22=1679,5 Ом; R12=1679,5 Ом;R32=1285 Ом;
Выбираем первый ряд сопротивлений.
3-е звено
Qf=1,05; w0=2805,5 рад/с;
С1>87,4 нФ; C1=100 нФ;
R21=23117 Ом; R11=23117 Ом;R31=5495,9 Ом;
R22=10991,7 Ом; R12=10991,7 Ом;R32=11558,7 Ом;
Выбираем первый ряд сопротивлений.
Согласуем номера элементов в звене с нумерацией в схеме фильтра, а номиналы сопротивлений – с рядом Е12:
С2=С4=С6=10 нФ;
С1=10 мкФ;C3=1 мкФ;C5=100 нФ;
R1=15 кОм;R2=680 Ом;R3=180 Ом;
R4=2,7 кОм;R5=2,7 кОм;R6=820 Ом;
R7=22 кОм;R8=22 кОм;R9=5,6 кОм;
Снимаем АЧХ фильтра для полученных значений элементов.
 |
Рисунок 4.1 – АЧХ проектируемого фильтра
5 Методика настройки и регулировки фильтра
Коэффициент усиления фильтра можно настроить при помощи резисторов R2 и R1:
K=R2/R1;(5.1)
Но при этом нужно учитывать, что R2 вносит своё влияние и на граничную частоту w0. Также эту частоту можно настроить изменением элементов R3, C1 и C2:
(5.2)Настройка граничной частоты затруднена тем, что каждый каскад вносит на неё своё влияние, поэтому, для её перестройки необходимо изменять элементы во всех каскадах.
В данной курсовой работе был разработан фильтр низкой частоты шестого порядка с аппроксимацией полиномом Чебышева. Он состоит из трёх каскадов ФНЧ с многопетлевой обратной связью 2 порядка. Частота полосы пропускания fn=1,55 кГц, что на 3% отличается от заданной. Это обусловлено использованием элементов из стандартного ряда E12, которые имеют разброс номиналов 10%. Фильтр допускает простую настройку частоты пропускания, а также обеспечивает небольшую чувствительность к отклонению номиналов элементов. Из недостатков можно назвать наличие пульсаций в полосе пропускания.
1. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Аналоговые электронные устройства» для студентов дневной и заочной формы обучения специальностей направления «Радиотехника» / Составители: Тимошенко Л.П., Басецкий В.Л., Х.: ХНУРЭ, 2001.
2. ДСТУ 3008-95. Документація. Звіти у сфері науки і техніки. Структура і правила оформлення, держстандарт України, 1995. – 36с.
3. Зеленин А.Н, Костромицкий А.И, Бондарь Д.В. Активные фильтры на операционных усилителях. – Х.: Телетех, 2000. - 136 с.
4. Загальні методичні вказівки з дипломного проектування в університеті / Упоряд.: П.С.Ковтун, З.В.Дудар, В.Я.Журавльов, О.С.Шкіль. – Харків: ХНУРЕ, 2002. – 40 с.
| Зона | Позиционное обозначение | Наименование | Кол | Прим. | |||||||
| Конденсаторы | |||||||||||
| C2,C4,C6 | КМ-М47 - 10 нФ ±10% | 3 | |||||||||
| C1 | К50-6 - 10 мкФ ±10% | 1 | |||||||||
| С5 | КМ-М47 - 100 нФ ±10% | 1 | |||||||||
| Резисторы | |||||||||||
| R1 | ОМЛТ-0125-В - 15 кОм ±10% | 1 | |||||||||
| R2 | ОМЛТ-0125-В - 680 Ом ±10% | 1 | |||||||||
| R3 | ОМЛТ-0125-В - 180 Ом ±10% | 1 | |||||||||
| R4,R5 | ОМЛТ-0125-В – 2.7 кОм ±10% | 2 | |||||||||
| R6 | ОМЛТ-0125-В - 820 Ом ±10% | 1 | |||||||||
| R7,R8 | ОМЛТ-0125-В - 22 кОм ±10% | 2 | |||||||||
| R9 | ОМЛТ-0125-В – 5,6 кОм ±10% | 1 | |||||||||
| Микросхема | |||||||||||
| DA1 | LM324 (DIP 14) | 1 | |||||||||
| ГЮИК.РТ0701.017 ПЭ3 | |||||||||||
| Изм | Лист | № докум. | Подп. | Дата | |||||||
| Разраб. | Фильтр активный ВЧПеречень элементов | Лит. | Лист | Листов | |||||||
| Пров. | 1 | 1 | |||||||||
| Нач. сект. | ХНУРЭ | ||||||||||
| Н. конт. | |||||||||||
| Утв. | |||||||||||
 |