Активный фильтр нижних частот

Так как число элементов больше числа коэффициентов передаточной функции i-го звена, то некоторыми из параметров можно задаться из практических соображений.
10. Денормированные значения сопротивлений и емкостей находятся по формулам:
RД=RHR0; СД=СН/(2(fHR0),
где RH, СН – нормированные значения;
RД, СД – денормированные значения. Частота нормирования fН равна средней частоте полосы пропускания, т.е.

Рекомендации по выбору нормирующего сопротивления изложены в методике расчёта ФНЧ.

5. Синтез фильтра по заданию

Изложенная методика расчёта реализована в подпрограмме Design системы схемотехнического моделирования Micro Cap 7 (MC7).
Проведём расчёт активного фильтра нижних частот с использованием MC7 по требованиям задания на курсовой проект.
На рисунке 5.1 представлено окно входа в программу.


Рисунок 5.1

На рис 5.2 представлено окно задания требований на проектирование фильтра, в которое введены требования задания на курсовой проект.







Рисунок 5.2

На рисунке 5.3 изображена схема фильтра, полученная по результатам синтеза в системе MC7. Там же приведены результаты решения задачи аппроксимации в виде передаточной функции всего фильтра и его звеньев.












Рисунок 5.3
Схема построена на элементах с идеальными значениями параметров
компонентов.
Для проверки расчёта было проведено схемотехническое моделирование в системе MC7 в режиме AC анализа АЧХ.
На рисунке 5.4 изображено окно задания на анализ,
а на рисунке 5.5 представлены результаты анализа.


Рисунок 5.4



Рисунок 5.5

Требования к фильтру выполнены полностью. Далее для получения реальной схемы были использованы резисторы и конденсаторы с номиналами из ряда Е-192 0,5%. На рисунке 5.6 изображена реальная схема.






Рисунок 5.6
На рисунке 5.7 представлена АЧХ реальной схемы, полученная в результате решения задачи анализа AC системы MC7,
а на рисунке 5.8 в увеличенном масштабе изображена АЧХ реальной схемы в полосе пропускания.








Рисунок 5.7



Рисунок 5.8
Из представленных графиков видно, что неравномерность затухания равна 0,014 дБ, а по требованию задания она должна составлять 0,01 дБ. Затухание в полосе задерживания
составляет 82,2 дБ, что также не удовлетворяет требованиям задания. Реализовать реальный двухзвенный фильтр, как требуется в задании оказалось не возможным. Это может быть сделано только при увеличении числа звеньев, так как в соответствии с теорией синтеза фильтров решение задачи аппроксимации получено при минимально возможном порядке фильтра, т.е. при минимальном числе звеньев.

Литература
1. Мошиц Г., Хорн П. Проектирование активных фильтров.//М., Мир, 1984.
2. Христиан Э., Эйзенман Е. Таблицы и графики по расчету фильтров.//М., Связь, 1975.
3. Знаменский А.Е., Теплюк И.Н. Активные RC фильтры.//М., Связь, 1970.
4. Справочник по расчету и проектированию ARC схем. Под ред. проф. А.А. Ланнэ.//М., Радио и связь, 1984.
5. Булычев А.Л., Гайнин В.И., Прохоренко В.А. Аналоговые интегральные схемы. Справочник.//Минск, Беларусь, 1993.
6. Разработка и оформление конструкторской документации по РЭА.// М., Радио и связь, 1989.
7. Маклюков М.И. Инженерный синтез ARC фильтров низких и инфранизких частот.// М., Энергия, 1971.
8. Разевиг В.Д. Схемотехническое моделирование с помощью Micro-Cap 7.- М.: Горячая линия-Телеком. 2003 -386с.

ЕП

aЗ

Т(s)

Выход

Вход

Т1(s)

Т2(s)

Тn/2(s)

a(f)

f1 f2 f, Гц



(З

ЕЗ

a, дБ

0 1 (К (

a(f)

aЗ

ЕП

ЕЗ

Рис. 4.1



a, дБ

Рис. 2.1

ЕЗ

(-2 (-1 1 (1 (2 (

f-2 f-1 f0 f1 f2 f, Гц

(З