Выбор резистора и конденсатора для активного фильтра

« Я прилагаю эту схему фильтра нижних частот для частоты среза 500 Гц, которую я разработал с помощью онлайн-инструмента. Но когда я беру другие случайные значения R и C, эта схема не работает» .

Увеличение значения R и уменьшение конденсатора C на тот же коэффициент (или наоборот) не должно влиять на фильтр, если вы не приближаетесь к «экзотическим значениям», таким как 1 ГОм или 2 пФ.

« Поскольку я хотел получить глубокие знания в области проектирования фильтров, поскольку это одна из важных схем в области электроники » .

Некоторые общие замечания :

Нелегко получить «глубокие знания» в проектировании фильтров, потому что существует множество альтернативных схем и множество стратегий проектирования. Найти «лучшую» (подходящую) схему для конкретного приложения — очень сложная задача.

В большинстве случаев фильтры высших порядков (n>3) состоят из последовательной комбинации ступеней фильтрации n=2 (и n=1). Однако это не является абсолютным требованием. Существуют и другие стратегии проектирования, основанные на пассивных структурах RLC, которые затем переносятся в активные реализации.

Но, как сказано, в большинстве случаев используется последовательный подход и выполняются следующие шаги:

1.) Спецификация фильтра на основе типичных требований (область пути, область демпфирования и требования к демпфированию),

2.) Выбор соответствующей передаточной функции (порядок, подходящее приближение - Баттерворта, Чебышева, Бесселя,...),

3.) Выбор одной из множества доступных топологий фильтра (Sallen-Key, MFB, этапы интегратора, блоки GIC,...),

4.) Используя таблицы фильтров для нахождения данных полюса для каждой ступени второго порядка (частота полюса и полюс-Q),

5) Использование расчетных формул (доступных для различных топологий) для расчета стоимости деталей,

Фазит : Думаю, теперь понятно, почему может быть выгодно использовать программы для проектирования фильтров. В противном случае вы ДОЛЖНЫ обратиться к хорошему учебнику по разработке активных фильтров.

Как вы должны знать, соотношение фазы и импеданса каждого соотношения служит для отрицания или усиления входного сигнала. Поскольку Zc(f) изменяется на 20 дБ +/- 1 декада относительно R, чувствительность и групповая задержка низкие. Мощность многих C в сочетании с оптимальными параметрами и конфигурациями обеспечивает компромисс между чувствительностью Q каждой ступени и крутизной юбок (Чебычев) или групповой задержкой (Бессель), или низкой межсимвольной интерференцией (ISI Raised-Cosine), или высокой чувствительностью с высокой В. Инструменты www.ti.com позволяют выбирать допуски для лучшего понимания. Попробуйте фильтр 8-го порядка в счетверённом операционном усилителе.

Возможно, полезно учитывать энергию, связанную с различными значениями RC - для низких напряжений удобна емкость Ike более 1 мкФ, а для более высоких напряжений желательны несколько меньшие значения, если вы хотите недорогое и компактное устройство. Для высоких частот вам понадобятся гораздо меньшие емкости, иначе требования к мощности будут высокими. Как и во всех конструкциях схем, существует компромисс между энергопотреблением, стоимостью деталей, физическими размерами и производительностью (в частности, помехоустойчивостью и выходным сопротивлением). Так что на этот вопрос сложно ответить, не зная всех параметров.

Здесь много хороших предложений. Также имейте в виду, что выходное сопротивление источника возбуждения влияет на одни фильтры больше, чем на другие. Например, в вашей схеме выходное сопротивление источника добавляется к R1, тем самым снижая частоту среза.

Та же схема имеет хороший низкий выходной импеданс, потому что он берется непосредственно от операционного усилителя. Хотя, если следующий каскад имеет вход с низким импедансом, вы можете получить неожиданные результаты.