Реферат: Усилитель для направленного микрофона

Для наиболее качественного приема сигналов в диапазоне низких частот применим в данном усилителе звено с активным RC -фильтром низких частот.

Исходными данными при расчете ARC -фильтра являются:

f ₁ - граничная частота полосы пропускания;

а₁ - максимально допустимое затухание в полосе пропускания;

f _зн - граничная частота полосы заграждения;

а_з - минимально допустимое затухание в полосе заграждения.

Для того, чтобы АЧХ фильтра в полосе пропускания была максимально плоской применим к данному фильтру аппроксимацию по Баттерворту.

Зададим исходные данные для рассчитываемого фильтра:

f ₁ = 2,5 кГц, а₁ = - 3 дБ (3.2.1)

f _з = 5,0 кГц, а_з = -15 дБ

По исходным данным отнормируем частоту:

W ₁ = f _в /f _в =2500/2500=1 W _з = f _з /f _в =5000/2500=2 (3.2.2)

Для определения порядка фильтра воспользуемся монограммой из справочной литературы. Производя требуемые расчеты получаем, что данный фильтр должен быть второго порядка. Из справочника определяем, что для фильтра второго порядка имеются два полюса:

p₁ = -0,707- j 0,707 и p₂ = -0,707+ j 0,707 (3.2.3)

Сомножители полинома Баттерворта имеют вид:

p ² +1,41 p +1 (3.2.4)

Собственная частота звена второго порядка:

W ₀ = Ö ( l ² + W ² ) = Ö ( 0,707² +0,707² )=1 (3.2.5)

Коэффициент затухания:

d=2 l / W ₀ =2*0,707=1,41 (3.2.6)

Для повышения крутизны АЧХ вблизи частоты среза, отсчитываемого на уровне -3 дБ, используется слабая положительная обратная связь, стабилизированная с помощью отрицательной ОС, цепь которой представлена делителем напряжения R10R11 с коэффициентом передачи напряжения:

B = R10 /( R10 + R11 ) (3.2.7)

С целью получения максимально плоской АЧХ параметр

К _F » 1/В= 1+R11 / R10 (3.2.8)

выбирают равным 1,2.

Сама АЧХ описывается выражением:

К_ф ( w )=К_ф w ₀ ² / Ö [ w ₀ ⁴ + w ₀ ² w ² (d-2) + w ⁴ ] (3.2.9)

где К _F =К_ф ,

w ₀ = w _с =2 p f₁ =1/ Ö (C6R8C7R9) ( 3.2.10)

Располагая двумя уравнениями относительно элементов фильтра при шести неизвестных, следует придать численные значения четырем из них. Известными параметрами в данном случае являются:

частота среза - w _с =2 p f _с =2 p *2500=15700 рад/с (3.2.11)

коэффициент усиления К _F =1,2

Пусть R9 =10 R8 , тогда уравнение относительно C4 имеет вид:

121 C7 ² +24,4 C6C7 +0,04 C6 ² =0 (3.2.12)

Решая данное уравнение получаем, что C6 =5 C7 и тогда

2( C6R8)2=1/(4 p ² f _с ² ) (3.2.13)

Отсюда получаем:

R8= 1 кОм

R9= 10 кОм

R10= 1 кОм