а) б)
Рис. 3.1: а) - схема соединения выводов ОУ с рабочими клеммами наборного поля; б) – расположение элементов фильтра на наборном поле ПУЛАРа.
2. Смонтировать и исследовать ФНЧ и ФВЧ 1-го порядка:
а) при заданных параметрах R
2
, R
1
и C
рассчитать частоты среза fc
и коэффициенты передачи K
0
и K
∞
;
б) убедиться, что в данном диапазоне частот коэффициент усиления ОУ превышает соответствующий коэффициент передачи по модулю;
в) снять частотные зависимости U
вых
= U
вых
(f
) для ФНЧ и ФВЧ;
г) построить частотные характеристики затухания ap
(
f
)
;
д) определить по частотным характеристикам частоты среза и сравнить с расчетными значениями.
3. Смонтировать и исследовать ФНЧ и ФВЧ 2-го порядка с отрицательной обратной
связью:
а) для заданного типа фильтра взять из таблицы 2 конкретные значения коэффициентов a
1
и b
1
передаточной функции KA
(
p
)
; (в таблице 2 приведены значения добротности полюсов звеньев фильтров Q1
- чем больше добротность, тем больше склонность фильтра к генерации);
б) при заданных значениях fc
, K
0
, K
∞
рассчитать следующие параметры элементов:
1. для ФНЧ - R
2
, R
1
и R
3
при заданных параметрах C2
и C
1
;
2. для ФВЧ - C2
, C
1
и C3
при заданных параметрах R
2
и R
1
;
в) снять частотные зависимости U
вых
= U
вых
(f
) для ФНЧ и ФВЧ;
г) построить частотные характеристики затухания ap
(
f
)
;
д) определить по частотным характеристикам частоты среза и сравнить с заданными частотами fc
;
е) определить для фильтров Чебышева неравномерность частотных характеристик в полосе пропускания Δa
и сравнить с заданной неравномерностью.
Таблица 2
Тип фильтра
|
a
1
|
b1
|
Q1
|
Баттерворта
|
1.4142
|
1.0000
|
0.71
|
Бесселя
|
1.3617
|
0.618
|
0.58
|
Чебышевас Δa
=
0.5дБ
|
1.3614
|
1.3827
|
0.86
|
Чебышева с Δa
=
3дБ
|
1.0650
|
1.9305
|
1.3
|
4. Исследовать полосовой фильтр с отрицательной обратной связью:
а) при заданных значениях fr
, Q
, C
и Kr
рассчитать параметры R
2
, R
1
и R
3
;
б) измерить коэффициент усиления ОУ на резонансной частоте и убедиться, что он превышает 2Q2
;
в) снять частотные зависимости U
вых
= U
вых
(f
) и фазового сдвига φ(
f
)
;
г) построить частотные характеристики затухания ap
(
f
)
и φ(
f
)
;
д) определить по частотным характеристикам полосу пропускания и добротность Q и сравнить с заданными параметрами.
Литература
1. У. Титце, К. Шенк, Полупроводниковая схемотехника, М., Мир, 1982.
2. А. К. Лосев, Линейные радиотехнические цепи, М., Высшая школа, 1971.
3. А. Е. Знаменский, И. Н. Теплюк, Активные RC - фильтры, М., Связь, 1970.
4. Двинских В. А., Олейник Н. Г. Расчет линейных пассивных фильтров с сосредоточенными параметрами. Саратов. 1983.
5. Ишин С. А., Соловьев Ю. В. Операционные усилители на интегральных схемах. Саратов, 2001.
6. Ханзел Г. Е. Справочник по расчету фильтров. М., 1974.
Таким образом, выбрав в табл. 13.6 значения коэффициентов a
1
, и b
1
для конкретного фильтра, необходимо задать соответствующее значениеa
. Эти значения коэффициента усиления приведены в табл. 13.7.
Тип фильтрара
|
Бесселя
|
Баттерворта
|
Чебышева с Δa
=0.5 дБ
|
Чебышева с Δa
=
3 дБ
|
a
|
1,268
|
1,586
|
1,838
|
2,234
|