Курсовая работа: Фильтр верхних частот Баттерворта

Рисунок 1.2 – Фильтры на основе неинвертирующего усилителя:

а) ФНЧ-I, б) ФВЧ-I.

К достоинствам схем фильтров можно отнести главным образом простоту реализации и настройки, недостатки – малая крутизна частотных характеристик, малоустойчивы к самовозбуждению.

2. ФНЧ-IIи ФВЧ-IIс много петлевой обратной связью.

а) б)

Рисунок 1.3 – Фильтры с многопетлевой обратной связью:

а) ФНЧ-II, б) ФВЧ-II.

Таблица 2.1 – Достоинства и недостатки ФНЧ-II с много петлевой обратной связью

Достоинства	Недостатки
Можно построить ФНЧ с Относительно невысокая чувстви-тельность к отклонениям значений элементов (почти всегда меньше 1)	Относительно малое входное сопротивление Легко настраиваются только два параметра и Большой диапазон номинальных значений элементов, особенно при больших и коэффициенте передачи.

Таблица 2.2 – Достоинства и недостатки ФВЧ-II с много петлевой обратной связью

Достоинства	Недостатки
Можно реализовать фильтры со значением . К < 1 Относительно небольшая чувствительность к отклонениям значений элементов	Большой диапазон номиналов элементов. Нужны три конденсатора. Коэффициент передачи равен отношению ёмкостей двух конденсаторов, что уменьшает стабильность по сравнению с отношением двух резисторов. Сложность настройки.

2. ФНЧ-IIи ФВЧ-IIСаллена-Кея.

а) б)

Рисунок 1.4 – Фильтры Саллена-Кея:

а) ФНЧ-II, б) ФВЧ-II

Таблица 2.3 – Достоинства и недостатки ФНЧ-II Саллена-Кея.

Достоинства	Недостатки
Высокое входное сопротивление Относительно небольшой диапазон номинальных элементов.	Относительно высокая чувствительность к разбросу значений элементов. Ограниченные возможности реализации фильтров с. К <1 Легко настраиваются толькодва параметра

Таблица 2.4 – Достоинства и недостатки ФВЧ-II Саллена-Кея.

Достоинства	Недостатки
Относительно небольшой диапазон номиналов элементов	Относительно высокая чувствительность к отклонениям значений элементов Не удаётся перекрыть весь диапазон возможных значений. К, и

3. ФНЧ-IIи ФВЧ-IIна основе конверторов полного сопротивления.

а)

б)

Рисунок 1.5 – Схема ФНЧ IIна основе конверторов полного сопротивления:

а) ФНЧ-II, б) ФВЧ-II.

Таблица 2.3 – Достоинства и недостатки ФНЧ-II и ФВЧ-II на основе конверторов полного сопротивления.

Достоинства	Недостатки
Достижимы как малые, так и большие значения добротности Невысокая чувствительность , К и к отклонениям значений элементов от номиналов (всегда меньше 1) Возможна независимая настройка , К и Большие значения добротности достигаются без чрезмерного расширения диапазона номиналов элементов	Требуются два ОУ

2. Выбор и обоснование схемы фильтра

Методы проектирования фильтров отличаются по конструктивным особенностям. Проектирования пассивных RC-фильтров большей частью определяется структурной схемой

Активные фильтры АФ математически описывают передаточною функцией. Типам АЧХ предоставлен названия полиномов передаточных функций. Каждый тип АЧХ реализуют определенным количеством полюсов (RC-цепей) в соответствии с заданной крутизной спада АЧХ. Известнейшими, есть аппроксимации Баттерворта, Бесселя, Чебышева.

Фильтр Баттерворта имеет максимально плоскую АЧХ, в полосе подавления наклон переходного участка равняется 6 дБ/окт на полюс, но он имеет нелинейную ФЧХ, входное импульсное напряжение служит причиной осцилляции на выходе, потому фильтр используется для непрерывных сигналов.