Аналогові та підсилювальні електронні пристрої. Частина 2: Навчальний посібник, страница 20

Слід відзначити, що кожний з опорів , i  є навантаженням для ОП, і тому їх номінали не повинні бути менші за 5 кОм.

Припустимо, що необхідно розрахувати смуговий фільтр з параметрами    Задамося  потім визначимо  () і  ( ) і зрештою  ().

Якщо розрахункові значення резисторів виходять дуже великі або малі, то необхідно підібрати інший номінал конденсатора.

Для отримання смугових фільтрів високого порядку необхідно зробити каскадне з'єднання кількох фільтрів низького порядку, комбінуючи їх таким чином, щоб забезпечити характеристику фільтра, що вимагається. У такому випадку, як і раніше, фільтр Баттерворта має «максимально плоску» АЧХ, у той час як фільтр Чебишева задовольняє вимоги крутого зламу АЧХ в перехідній області. Збільшення крутості АЧХ шляхом підключення додаткових секцій призводить, як правило, до погіршення перехідної і фазової характеристик.

5.8 Подвійний Т–подібний фільтр

Відомі подвійні Т–подібні фільтри, що випускаються у вигляді готових модулів для діапазону частот від 1 Гц до 50 кГц з глибиною послаблення на частоті провалу близько 60 дБ. Такі фільтри використовують пасивний подвійний Т–подібний фільтр, рис. 5.11, який має нескінченне придушення на частоті . Такий фільтр діє так ефективно тому, що має місце підсумовування двох сигналів, які на частоті зрізу мають різницю фаз 180⁰. Отримання необхідної характеристики вимагає доброго узгодження елементів. Для отримання глибокого і стабільного

Рисунок 5.11 – Пасивний подвійний Т–подібний фільтр

провалу АЧХ слід вибирати конденсатори і резистори зі стабільними параметрами і малою температурною залежністю. Збільшення крутості провалу відбувається при збільшенні підсилення у колі зворотного зв'язку, рис.5.12.

5.9 Фільтри на основі принципу інверсії імпедансу

Схема смугового фільтра, що реалізує принцип інверсії імпедансу наведена на рис.5.13.

Величина еквівалентної індуктивності визначається за виразом

Резонансна частота фільтра дорівнює:

Опір шунтувального резистора , що визначає еквівалентний резонансний опір контуру, дорівнює:

Застосування гіраторів дозволяє значно спростити конструкцію деяких пристроїв, наприклад, еквалайзерів. На низьких частотах такі пристрої вимагають дуже великого значення індуктивності. Так, для частоти  при ємності контуру  величина еквівалентної індуктивності дорівнює  Гіраторна схема малочутлива до відхилення параметрів елементів, що її утворюють.

Рисунок 5.12 – Т–подібний фільтр зі стежним зв’язком

Рисунок 5.13 – Схема електрична принципова смугового фільтра, що реалізує принцип інверсії імпедансу

5.10 Фільтри на основі конденсаторів комутування

Відомий спосіб побудови інтеграторів, які складають основу біквадратних фільтрів і фільтрів на основі методу змінного стану. Основна його ідея полягає у використанні аналогових МДН–ключів, що синхронізуються зовнішнім сигналом прямокутної форми і високої частоти, як правило, у 100 разів вищої, ніж у аналогових сигналів, що обробляються. На рис.5.14(а,б) наведено схеми інтеграторів на конденсаторах комутування.

При увімкненні ключа S1 має місце заряд конденсатора С1 до напруги , тобто він зберігає заряд  у другій половині робочого циклу конденсатор С1 розряджається через віртуальну землю, передаючи свій заряд конденсатору С2. Сама напруга на конденсаторі С2 змінюється, відповідно, на величину  Слід відзначити, що вихідна напруга змінюється протягом кожного циклу ВЧ прямокутного коливання

 

Рисунок 5.14 – Схеми інтеграторів на конденсаторах комутування, а – на перемикних конденсаторах; б – звичайний інтегратор

пропорційно напрузі (зміна якого за один період керуючого коливання передбачається дуже незначною), тобто ця схема є інтегратором напруги вхідного сигналу