Проектирование активных фильтров на операционных усилителях, страница 9

Сравнивая приведенные в [2] низкодобротные и среднедобротные схемы со схемами активных фильтров на усилителям с ПОС и ООС из [1] можно видеть, что они имеют много общего, поэтому при проектировании аналоговых фильтров наряду с рассмотрениыми подробно схемами из [1], также можно рекомендовать схемные решения, приведенные в [2]. В случае же высокодобротных фильтров (Q > 20) рекомендуется использовать схемы из [2], приведенный на рисунках 15-18 приложения 03, поскольку они обладают минимумом ПУЧ. Расчетные соотношения для этих схем приведены в таблице 3 приложения 03.

4. Расчет частотных характеристик фильтра

Основными для активных фильтров являются АЧХ и фазо-частотные характеристики (ФЧХ). Расчет этих характеристик рекомендуется проводить с использованием метода графов [4]. Для этого следует, прежде всего, построить графы звеньев или всего фильтра сразу, а потом рассчитать его передаточную функцию. Звенья следует располагать в порядке возрастания добротности с целью увеличения динамического диапазона фильтра.

28

 
Собственно расчет АЧХ и ФЧХ осуществляется при подстановке в определенную передаточную функцию оператора , а также при нахождении ее модуля и аргумента для различных частот входного сигнала f.

Поскольку значения сопротивлений резисторов и емкостей конденсаторов для реальных схемокругляются до ближайшего номинала из ряда разрешенных ГОСТом, то характеристики звеньев, а, следовательно, и всего фильтра будут отличаться от идеальных, построенных для точных значений R и С. Следовательно, АЧХ для округленных Rи С будет отличаться от идеальной, заданной в ТЗ. Если отличие от идеальной характеристики в характерных точках превысит допустимые для инженерной практики 20%, то следует произвести перерасчет схемы. Здесь возникает два варианта. Во-первых, надо попробовать решить задачу за счет использования резисторов и конденсаторов более высокого класса точности, т.е. брать элементы не из 20% ряда, а из 5%, 1% или 0,5% ряда. Если в этом случае не удается уложиться в 20% точность АЧХ, тогда следует вернуться к этапу аппроксимации и либо выбрать другой вид аппроксимирующей функции, либо для данной функции увеличить число n, т.е. порядок передаточной функции.

5. Моделирование фильтра

Курсовая работа предусматривает моделирование разработанного фильтра в среде программирования WORKBANCH. При этом в модели необходимо предусмотретьосциллограф (для проверки работоспособности полученной схемы) и графопостроитель (для проверки соответствия полученных частных характеристик фильтра техническому заданию). Значения элементов разработанного устройства должны соответствовать реальным элементам, выпускаемым отечественной или зарубежной промышленностью, а не расчетным значениям.

6. Оформление курсовой работы

Пояснительная записка оформляется на стандартных листах писчей бумаги формата А4, 14 шрифтом, объемом порядка 30 страниц. Текст пояснительной записки размещается на листах с полями шириной: слева - 25 мм, сверху и снизу - 20 мм, справа - 10 мм. Страницы пояснительной записки, начиная с титульного листа, обязательно нумеруются. Заголовки выделяются и отделяются от основного текста сверху и снизу одним интервалом. В конце заголовка точку не ставят. Весь текст разбивается на разделы, которые нумеруются арабскими цифрами с точкой, и подразделы, которые нумеруются двумя арабскими цифрами с точками. Ссылки на литературу следует делать в прямых скобках, нумерацию формул - в круглых. Сокращения в тексте допустимы только общепринятые в литературе. Не допускается сокращения в начале фраз.

Пояснительная записка снабжается списком литературы, содержащей материал, использованный автором. Формулы должны приводиться с объяснением буквенных значений. Если вычисляется ряд значений по одной и той же формуле, то результаты рекомендуется представить в виде таблицы.