Преобразование сигналов в нелинейных электрических цепях. Спектральная диаграмма воздействия на нелинейный элемент, страница 13

Прд-ая ф-ия звена 2го порядка ФНЧ имеет вид

- прд-ая ф-ия звена 2го порядка ФВЧ

у2(р), у5(р) → G2, G5

у1(р), у3(р), у4(р) → рС1, рС3, рС4.

ФНЧ→ПФ

Восп-ся ф-лой преобраз-я частоты

;

; ;

р=jΩ, р2=-jΩ2,

a4`=a2; a3`=a1; a2`=2a2Ω02+a0; a1`=a1Ω02; a0`=a2Ω04

При переходе к ПФ порядок прд-ой ф-ии удваивается. Прд-ую ф-ию 4го порядка можно разбить на произвед-е прд-х ф-ий 2го порядка и на произведение прд-х ф-ий 2го порядка и каждую из них реализовать каждой схемой.

у1(р), у2(р), у5(р) → G1, G2, G5

у3(р), у4(р) → рС3, рС4

Параметры эл-тов схемы находятся из сопост-я коэф-в при одинаковых степенях.

Порядок расчета ФВЧ и ФНЧ:

- заданной ЧХ ФВЧ или ПФ делается переход ЧХ НЧ прототипа и опред-ся порядок фильтра

- опред-ся прд-ая ф-ия НЧ прототипа, сост-ся схема и опред-ся параметры ее эл-тов

- делается переход от схемы НЧ прототипа к схеме ФВЧ или ПФ.

38. Фильтры с переключающимися конденсаторами.

Успехи микроэлектр-ой технологии МДП дали возможность за 1 технологический цикл создать активный RC фильтр в виде монолитного устройства. Это позволило снизить стоимость фильтров. R в этих фильтрах заменяется их аналогами в виде переключаемых С. Такой аналог состоит из С и переключателя. Переключатель с тактовой частотой переключает С от одного зажима такого R к другому.

q=C0u1-C0u2=C0(u1-u2)

fтq=fтC0(u1-u2)

fтq – среднее значение тока в проводах.

Такой же ток, только непрерывный, протекает ч/з R.

R=1/fтC0 – экв R

fт>fраб

Если fт>fраб это дает возм-ть пренебр дискр-ей и вместо R ставить С. Переключатель реализ-ся 2мя МДП VT.

Возьмем схему на ОУ у которого R заменено перекл-ся С.

Смысл замены перекл-ся С в след-м:

- меньше площадь на кристалле отводимая под емкость в сравнении с R (в 100 раз).

- хар-ки зависят не от абсолют знач парм-в эл-тов а от их отнош-я

- проблема реализ-ии R и C в активном фильтре заменяется проблемой реализ-ии с высокой точностью отнош-я м/у емкостями. Последняя решается автоматически, т.к. фильтр изгот-ся методом интегр-й технологии в одном цикле.

- необх-ть повыш-я fт ограничивает область применения этих фильтров.

39. Пьезоэлектрические фильтры.

В многоканальных системах прд инф-ии раздел-е каналов по частоте осущ-ся с пом-ю ПФ. Частоты сост 10ки и 100ни кГц. Добротность разонансных систем таких фильтров должны быть от неск 100 до 1000. В радиосвязи исп-ся частоты до неск-х ГГц. Для таких систем необх резонаторы с добротностью 10000. Такие требов-я к добротности объясн-ся тем, что они должны работать на > высоких частотах. Такую добротность не могут обесп-ть LC и ARC фильтры. В RC Q≈100. В пьезоэл-х фильтрах в кач-ве механического резонатора примен-ся пластинка, выполненная из кварца. Кварц обладает пьезоэл-м эффектом. При сжатии и растяжении пластинки на ней появл-ся заряды. Это прямой пьезоэф-т. Если приложить к граням ~U, то пластинка начнет колебаться. Это обратный пьезоэф-т. Как колебательная система пластинка имеет собств-ую частоту колебания, которая опред-ся геом размерами пластины. При совпадении частоты ~U, подаваемого на электроды с частотой собств-х колебаний пластинки возникает мех-й резонанс. Амплитуда кол-й достигает max и ток во внешней цепи будет максимален. Т.о. мех-й резонанс подобен резонансу напряжений в послед КК.

При отсутствии U, фильтр предст-ет собой емкость Co. При наличии U м/у электродами входная проводимость склад-ся из Co, Cкв и Lкв.

    

Q кварцевых резонаторов лежит в пределах от десятков тыс до неск-х млн.

Монолитный кварцевый фильтр предст собой совок-ть резонаторов, выполн-х методами совместной микроэл-ой технологии на одной подложке. В эл-ую цепь вкл-ся крайние резонаторы, которые работают от преобраз-ей мех-х кол-й в эл-ие, и эл-ие в мех-ие.

40. Магнитострикционные фильтры.