Проектирование arc-фильтров, реализация передаточных функций, страница 4

 Этими степенями свободы можно воспользоваться для оптимизации характеристик фильтра по следующим основным критериям:

1. Максимальное значение динамического диапазона.

2. Максимальное значение отношения сигнал/шум.

3. Минимальное значение чувствительности передаточной функции фильтра к изменению параметров элементов цепи.

4. Удобство настройки.

При проектировании фильтров следует заранее обеспечить удовлетворение всех важных критериев, кроме 1 и 2, а затем использовать методы оптимального разложения для удовлетворения критериев 1 и 2. Например, чтобы ослабить высокочастотные составляющие сигнала (вне полосы пропускания фильтра), которые могут перегрузить последующие каскады или вызвать дополнительные искажения, связанные с ограниченной скоростью нарастания выходного сигнала операционного усилителя или перегрузкой, в качестве первого каскада часто используют П-  или НЧ-звено. А чтобы исключить постоянную составляющую в выходном сигнале и уменьшить прохождение на выход фильтра гармоник напряжений питания, в качестве выходного каскада используют П-  или ВЧ-звено. Определив таким образом вид первого и последнего сомножителя, можно перейти к оптимизации разложения передаточной функции по критериям 1 и 2.

5

1.2. РАСШИРЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА

 КАСКАДНЫХ ФИЛЬТРОВ

Алгоритм разложения передаточной функции T(p) для получения максимально возможной верхней границы динамического диапазона представляется в виде трёх последовательно выполняемых этапов:

1) объединение полюсов и нулей, обеспечивающее минимальную неравномерность АЧХ всех каскадов в полосе пропускания фильтра;

2) выбор такого порядка следования каскадов, чтобы все промежуточные АЧХ имели минимальную неравномерность;

3) выбор коэффициентов усиления каскадов на основании соотношения (5).

Формирование пары полюс–нуль

Для того чтобы получить максимальный динамический диапазон и коэффициент усиления в полосе пропускания цепи фильтра при разложении передаточной функции T(p) на сомножители T_i(p), полюсы и нули отдельных звеньев должны вибираться таким образом, чтобы обеспечивалась по возможности наиболее плоская АЧХ каждого звена в заданном диапазоне частот.