Активный фильтр нижних частот

1.Исходные данные
2.Общие понятия об активных фильтрах
3.Методика расчёта активных фильтров нижних частот
4.Методика расчёта полосовых активных фильтров
5.Синтез фильтра по заданию
6.Литература

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