Разделы

Построение и расчёт принципиальной схемы

Для расчёта фильтров используется программа Filter Wiz PRO v 3.0g демо-версия от компании Schematica Software. Данная программа позволяет рассчитывать аналоговые фильтры на основе операционных усилителей до 30-го порядка включительно, с максимальной добротностью не более 300. Также программа автоматически строит функциональные схемы звеньев фильтров, позволяет выбирать тип и схему звена фильтра. Программа имеет удобный интерфейс, возможность автоматического построения графиков различных характеристик фильтров, выбор значений допуска сопротивлений, возможность масштабировать графики, сохранять и загружать готовые или созданные пользователем модели фильтров.

Исходные данные к расчёту фильтра:

Центр полосы пропускания 319,63 Гц;

Порядок требуемого фильтра 2;

Затухание в полосе пропускания 0,5Дб.

Внеся данные в программу, производится расчёт. Результаты расчёта приведены на рисунке 8.1.

Рисунок 8.1 - Результат расчёта фильтра на 319 Гц второго порядка

Программа позволяет выбрать пять типов схем фильтров. Фильтр Чебышева, Саллена-Кея, Баттерворда, Эллиптический, Инверсный Чебышева, Бесселя. Также при расчёте легко выбрать количество звеньев фильтра и добротность. Результат расчёта приведен в виде удобной таблицы. В данном случае из-за очевидной простоты тип схемы фильтра значения не имеет.

На следующем шаге программа строит график зависимости коэффициента затухания от частоты, который представлен на рисунке 8.2.

Рисунок 8.2 - Зависимость затухания от частоты

Следующим важным шагом при расчёте является выбор функциональной схемы фильтра из предлагаемых вариантов программой. Наиболее удобной будет схема фильтра Саллена-Кея, представленная на рисунке 8.3.

Рисунок 8.3 - Функциональная схема фильтра

В данной функциональной схеме все сопротивления приняты без учёта экспоненциальной сетки Е12. На рисунке 8.4 изображена функциональная схема фильтра с учётом номинального рядя Е12.

Рисунок 8.4 - Функциональная схема фильтра с учётом номинального ряда Е12

В последнем пункте программа строит зависимость затухания от частоты с учётом рассчитанных элементов. Итоговый график зависимости затухания от частоты приведен на рисунке 8.5.

Рисунок 8.5 - Итоговый график зависимости затухания от частоты

На графике рисунка 8.5 представлены зависимость затухания от частоты при сопротивлениях подобранных по номинальному ряду Е12 - линия 2, линии 1 соответствуют расчётные значения.

Аналогичным образом производится расчёт всех остальных фильтров.

Для реализации перемножителей выбрана схема CD4066 - четыре CMOS двунаправленных переключателя. Особенности данной схемы приведены ниже:

15В цифровой или ±7,5 В синусоидальный сигнал переключения;

Типичное сопротивление в открытом состоянии при напряжении 15 В - 125Ом;

Сопротивление входа ключа при амплитуде сигнала 15В - 5 Ом;

Высокая степень линейности менее 0,5% искажений при f = 1кГц и напряжении 5В;

Низкий ток утечки в выключенном состоянии, очень низкий выходной ток и высокостабильное сопротивление в открытом состоянии, при напряжении питания 10В, Т=25 градусов Цельсия.

Низкие взаимные помехи между коммутаторами при f = 8 МГц.

Подробное описание схемы приведено в приложении E.

При построении функциональной схемы используются операционные усилители (ОУ) в схемах фильтров и интеграторов. Наиболее оптимальным вариантом будет выбор ОУ с низким уровнем шума, JFET- входами, типа TL074. Особенностями данной схемы являются:

Низкое потребление энергии;

Широкий диапазон синфазного и дифференцирующего напряжения;

Защита выходов от короткого замыкания;

Низкий коэффициент нелинейных искажений 0,003%;

Низкий входной ток и ток смещения;

Низкий уровень шума 18нВ/Гц при f = 1Гц;

Высокое входное сопротивление;

Внутренние частоты компенсации;

Высокая скорость нарастания выходного напряжения 13В/мс;

Подробное описание схемы приведено в приложении Ж.

Кварцевый резонатор типа РПК01 HC-49U-16-3АА, с частотой 16МГц, точностью настройки Гц, диапазон температур от минус 10 до плюс 60 градусов Цельсия, устойчивость в интервале температур Гц.

Перейти на страницу: 1 2

Другие материалы

Разработка конструкции парктроника для автомобиля
Парковочный радар - элемент дополнительного оборудования, который можно установить на автомобиль. Парктроник имеет самую различную функциональную направленность. Как правило, использован ...

Разработка статистической модели и исследование адаптивных алгоритмов защиты от комбинированных помех
моделирование Радиолокация представляет собой отрасль радиотехники, обеспечивающую получение сведений об объектах путем приема и анализа энергетических, пространственно-временн ...

Разработка дистанционной следящей системы передачи угла поворота
Дистанционная следящая система передачи угла поворота предназначена для поворота некоторой оси, называемой исполнительной или выходной, осью, по закону, определяемому другой - командной ...

Копирайт 2020 : www.ordinarytech.ru