Курсовая работа: ФВЧ - фильтр высоких частот

Задаёмся номиналом R₁₁ . Пускай будет 100 кОм, дабы не перегружать второй блок.

Рассчитываем значение ω₁ :

рад.

Рассчитываем значение С₁₁ :

нФ.

Рассчитываем I_m :

мА.

Рассчитываем φ:

Характеристики нелинейного сопротивления R₀ и источника тока І₁₁ приведены на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 – Характеристика нелинейного сопротивления R₀ (a) и нелинейного источника І₁₁ (б)

Как видно, в схеме замещения ОУ для большого сигнала отсутствует четвёртый блок, который моделирует точки перегиба АЧХ на высоких частотах. Это связано с тем, что наша схема не будет работать на частотах, при которых коэффициент усиления ОУ меньше единицы. Далее будет видно по АЧХ, что верхняя частота данного фильтра составляет около 114 кГц.

3. Построение АЧХ и ФЧХ для коэффициента усиления по напряжению

Для снятия АЧХ и ФЧХ фильтра соберём в программе PSpiceSchematics следующую схему:

Рисунок 3.1 – Схема для снятия АЧХ фильтра

Установим на выходе генератора VSIN напряжение амплитудой 1 В, а на выход фильтра – маркер Voltage/Level для получения АЧХ или Phase of Voltage для получения ФЧХ. Получим следующие частотные характеристики.

Рисунок 3.2 – АЧХ фильтра (при частоте от 0 до 1 МГц)

Рисунок 3.3 – ФЧХ фильтра (при частоте от 0 до 1 МГц)

Как видим по АЧХ, этот фильтр имеет полосу пропускания в диапазоне, приблизительно, от 0 до 120 кГц, поэтому снимем частотные характеристики ещё раз на этом участке.

Рисунок 3.4 – АЧХ фильтра (при частоте от 0 до 120 кГц)

Определим параметры фильтра.

Полоса пропускания:

кГц;

кГц.

Максимальный коэффициент усиления по напряжению: