|
|
Итак, в первой части мы рассмотрели схемы включения ОУ в качестве усилителей,
в этой части рассмотрим включения ОУ в качестве фильтров.
Фильтр Высоких Частот (ФВЧ, High-Pass - как угодно)
Требуется он для отсекания сигнала, частота которого ниже определенного порога, который называется, кстати, частотой среза.
Простейший ФВЧ выглядит так:
Первая схема с неинвертирующим включением ОУ, вторая - с инвертирующим.
Это фильтр первого порядка с ослаблением ненужного сигнала - крутизной - 6дБ на октаву.
Определить частоту среза можно, рассчитывая реактивное сопротивление конденсатора.
Когда оно станет равным сопротивлению резистора, включенного последовательно с конденсатором - это будет самое то.
Формула следующая:
Где F - частота в Герцах, C - емкость в Фарадах, Ec - сопротивление в Омах.
Если крутизна фильтра первого порядка кажется недостаточной, можно справить фильтр второго
порядка - с крутизной 12 дБ на октаву как показано на рисунке.
Это - так называемый, фильтр Баттерворта. Чтобы посчитать его граничную частоту можно воспользоваться следующими соотношениями:
R1=R2; С1=2С2;
При выборе резисторов надо учесть, что их номиналы должны лежать в пределах 10-100 кОм,
поскольку выходное сопротивление фильтра растет вместе с частотой и если номиналы резисторов
выходят за вышеуказанные рамки это может сказаться на работе фильтра. Отрицательно, разумеется - иначе зачем предупреждать?
Фильтр Низких Частот (ФНЧ, Low-Pass - как угодно)
Работа этого фильтра прямо противоположна предыдущему - он отрезает сигнал, частота которого выше частоты среза.
В принципе, все то же самое, что и в предыдущем случае, только конденсатор включается не последовательно с резистором,
а параллельно ему.
Первая схема - неинвертирующее включение, вторая - инвертирующее.
Частота среза считается ровно таким же способом, как и в случае ФВЧ.
Ну и схема фильтра второго порядка - того же самого Баттерворта.
Опять же - считается все точно так же, как было описано выше.
Полосовой Фильтр (Band-Pass)
Полосовой фильтр применяется в тех случаях, когда необходимо выделить некую полосу частот из всего спектра.
Например, в спектроанализаторах или вроде того.
Для расчета полосовых фильтром советую воспользоваться замечательной программой - Filter Wiz Pro от Schematica Software.
Впрочем, ей так же можно воспользоваться и для расчетов любых других фильтров.
Фильтр-пробка (Notch Filter)
Если вам нужно ослабить (практически до нуля) некую выбранную частоту, то это фильтр как раз для вас.
Формула расчета вот такая:
где R=R3=R4, C=C1=C2;
При построении этого фильтра очень важна точность номиналов компонентов - от этого зависит степень "убивания" выбранной частоты.
Так, при применении резисторов и конденсаторов с допуском 1%, можно получить ослабление частоты до 45дБ, хотя,
теоретически, можно добиться и 60дБ. Например, если вы хотите грохнуть ненавистную всем частоту 50Гц,
то берем следующие номиналы: R1=R2=10кОм, R3=R4=68кОм, С1=С2=47нФ.
Фильтр-пробка с двойным Т-мостом.
С помощью этого фильтра можно не только ослаблять выбранную частот, но и регулировать степень её ослабления переменным резистором R4.
Формула расчета номиналов такая же, как и в предыдущем случае.
Страницы1
2
|
|
|
Схемы часов. Таймеров. Термометров. Счетчиков.
Схемы вольтметров амперметров.
Светодинамические устройства. Диммеры.Бегущие строки. Световое табло.
