Курсовая работа: Проектирование активного RC-фильтра нижних частот с ограниченной полосой пропускания

,

где индексы “Н” указывают на тип фильтра (нижних частот).

С заменой в них коэффициентов b₁ и b ₂ на b_1НП и b _2НП , соответственно рассчитаем координаты контрольных точек характеристик звеньев (рис. 2.):

колебательный тип частотной хар-ки.

для звена I: = 0,685, а _mH = - 10,19;

для звена II = 0,985, а _mH = - 16,18.

По этим данным может осуществляться настройка звеньев фильтра.

2) Реализация фильтра и расчет величин элементов схемы.

Как видно из результатов решения аппроксимационной задачи, необходимо реализовать функции передачи 2-го порядка сравнительно низкой добротности. Поэтому для достижения заданной характеристики целесообразно использовать простейшие звенья на основе единичных усилителей, что при реализации всего фильтра каскадным соединением звеньев 2-го порядка обеспечивает минимальное число транзисторов на порядок функции передачи. Возьмем за основу звенья на основе единичных усилителей напряжения, поскольку они обладают потенциально большим динамическим диапазоном и дают возможность несколько уменьшить величины емкостей схемы за счет большей допустимой величины сопротивлений R₁ и R ₂ (рис 3), хотя в общем случае последнее преимущество незначительно.

Рис. 3.. НЧ звенья 2-го порядка с усилителями напряжения" а) НЧ2-1Н1: б) НЧ2-2Н1

Расчет величин элементов звеньев в основном сводится к решению системы двух уравнении

Приведенная выше система двух уравнении содержит пять неизвестных. Необходимы еще три условия. Первое из них получим, задавшись отношением сопротивлений:

Рис. 4. Усилитель напряжения на двух транзисторах с равной проводимостью и его эквивалентная схема

Второе условие определяется выбором сопротивления в цепи базы входного транзистора усилителя напряжения (рис 4), которое представляет собой сумму сопротивлении R₁ и R ₂ звена фильтра

Для уменьшения величины емкостей и улучшения условии непосредственной стыковки звеньев эти сопротивления следует выбирать возможно большими однако увеличение сопротивления в цепи базы транзистора ухудшает температурную стабильность усилителя. В данном случае выберем:

кОм

Это же сопротивление примем за нормирующее.

Наконец, третьим условием является выбор отношения оптимального с точки зрения чувствительности характеристики фильтра к нестабильности элементов схемы. Расчет оптимального соотношения т² производится по следующей методике. Исходные данные для этого расчета выберем следующие: нестабильность бумажных конденсаторов типа МБМ—3% резисторов типа МЛТ—0,1%, коэффициента передачи усилителя напряжения — 0,05%. В соответствии с формулами:

получим соотношения нестабильности элементов схемы звеньев:

х = 0,017 , y₁ = y₂ = 0,034 , z =1

Поскольку нестабильности пассивных элементов схемы и нестабильность коэффициента передачи усилителя отличаются более, чем на порядок, т.е. нестабильность в основном определяется пассивными элементами - конденсаторами то нецелесообразно использовать формулы для расчета оптимального соотношения элементов т² . Как видно из выражении: