Проектирайте активен филтър с програмата BBFilter 42
Изпълнението на задачата следва правилата и примерите в „ Демонстратор: Реализация на АФ по метода на аналоговото моделиране ”.
Изискванията към АЧХна проектирания филтърса:
№
|
Параметри
|
Означение
|
Стойност
|
1
|
Максималнодопустиманеравномерностна АЧХ в лентатанапропусканезачестотаfP
(Maximum pass-band ripple)
|
AP
|
1 dB
|
2
|
Реднапредавателнатафункция
(Order)
|
n
|
4
|
|
Средна честота
(Center frequency)
|
f0
|
50 Hz
|
3
|
Ширина на лентата на пропускане
(Bandwidth)
|
Δf
|
10 Hz
|
Извършете апроксимация по теоретичният метод наЧебишев.
Зададените параметри на проектирания филтър са:
Графиките на АЧХ и ФЧХ имат вида:
С помощта на курсор отчетете:
Метод
|
Задание
|
Чебишев
(Chebyshev)
|
|
/Параметър
|
Т'(p)
|
f
|
T(f)
|
φ(f)
|
Измервателнаединица
|
dB
|
Hz
|
dB
|
°
|
%
|
първиминимум
|
-1
|
30
|
123
|
-10.91
|
|
първимаксимум
|
-1
|
43.65
|
0.993
|
-55.042
|
|
вториминимум
|
-1
|
70
|
287
|
17.5
|
|
вторимаксимум
|
-1
|
57.54
|
1.000
|
-52.415
|
|
fp1=45 Hz
|
-1
|
45
|
342
|
78.85
|
|
fs1 =48 Hz
|
-20
|
48
|
-14.09
|
-151.22
|
|
Fs0 =50 Hz
|
-20
|
50.1
|
-67.13
|
179
|
|
fs1 =52 Hz
|
-20
|
52
|
-14.83
|
153
|
|
fp2=55 Hz
|
-1
|
55
|
-366.43
|
89.8
|
|
Забележка:* = [(Т(f),пъти -T(f)', пъти) /Т(f)', пъти].100 %,
Анализирайте и дайте оценка на резултатите от апроксимацията:
От коя степен е предавателната функция?Колко минимума и максимума притежава АЧХ на филтъра?
Коментирайтеполучените стойностиза затихването в лентата на пропускане и в лентата на задържане.
Kоефициент на предаване по напрежение в лентата на пропускане (в пъти) е: Gain= 1.00V/V
Mаксимално допустимото входно напрежение на активния филтър е: VIn=6.43V
Параметрите на активния филтър са:
Noназвено
|
Полюсначестота
f0, Hz
|
Качественфактор
Q
|
Честотананулата
fz, Hz
|
Коефициент на предаване в лентата на пропускане
Circuit - Gain
|
PP4
|
54.23
|
10.08
|
50
|
850.1
|
PP4
|
46.10
|
10.08
|
50
|
1.176
|
Стойностите на схемните елементи са:
Noназвено
|
Типнасхемнатаконфигурация
(Subckt)
|
Честотноопределящирезистори
RF1,RF2,
|
Резистор за настройка на Q
RQ,
|
Резистор за настройка на коефициента на предаване
RG,
|
Резисторзаосигуряваненастабилностзаf0>10KHz
R2A,
|
Външникапацитети
Cext
|
Реаленполюс
RP, CP, F
|
Сумиращирезистори
RZ1, RZ2, RZ3,
|
1
|
PP4
|
2.935
|
2.754
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
2.353
|
2
|
20.15
|
2
|
PP4
|
3.452
|
2.754
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
2
|
2.353
|
23.71
|
Съставни звена са свързани:
Анализирайте резултатите от реализациятацията:
Колко на брой и по какъв начин са свързани съставните звена?
Определете предавателната функция за цялата схема (T(p)) при предложената реализация с n звена (T1(p), T2(p), …, Tn(p)). Определете числената стойност за конкретния случай.
T(p)=
Колко на брой операционни усилватели са необходими за реализацията на проектирания активен филтър. От изхода на кой от съставните елементи на реализирания филтър се взема изходния сигнал?
Задача № 3
Верификация на проекта в средата на DesignLab
Изпълнението на задачата следва правилата и примерите в „ Демонстратор: Реализация на АФ по метода на аналоговото моделиране ”.
Атрибутите на входния сигнал са:
Начертаната схема на реализирания активен филтърима вида:
Параметрите на честотния анализи АC sweep са:
Netlist-а на схемата има вида:
* Schematics Netlist *
R_RQ1 0 $N_0001 2.754k
R_RQ2 0 $N_0002 2.754k
R_RF21 $N_0004 $N_0003 2.935meg
R_RF11 $N_0006 $N_0005 2.935meg
R_Rz2 16 $N_0006 2k
R_RT OUT2 0 10k
R_RF22 $N_0008 $N_0007 3.452meg
R_Rz12 $N_0009 17 2k
X_U1 $N_0011 IN $N_0001 0 16 OUT1 $N_0004 $N_0005 -15V +15V 0 $N_0010
+ $N_0006 $N_0003 UAF42
R_Rz11 $N_0011 16 2.353k
R_Rz31 OUT1 16 20.15k
R_Rz32 OUT2 17 23.71k
R_RF12 $N_0013 $N_0012 3.452meg
X_U2 $N_0009 OUT1 $N_0002 0 17 OUT2 $N_0008 $N_0012 -15V +15V 0 $N_0014
+ $N_0013 $N_0007 UAF42
R_Rz22 17 $N_0013 2.353k
V_V1 IN 0 DC 0V AC 100m 0
V_V- 0 -15V 15V
V_V+ +15V 0 15V
Командите с които се задават анализите са:
** Analysis setup **
.ac DEC 500 10 10k
.OP
Графиките на АЧХ и ФЧХ на целия филтър имат вида:
Графиките на АЧХна целия филтър и на съставните звена имат вида:
С помощта на курсор отчетете:
Параметри
Резултати
|
Апроксимация
|
Реализация
|
, %
|
Ред, n=4
|
Параметри на общата предавателна характеристика
|
|
Т(f), dB
|
Т(f), пъти
|
Т(f)’, dB
|
Т(f)’, пъти
|
|
първи минимум
|
0.993
|
1.121
|
1.0053
|
1.122703
|
-0.141
|
първи максимум
|
0.006
|
1.001
|
2.447m
|
1.0000282
|
0.0409
|
втори минимум
|
1
|
1.122
|
0.994
|
1.121279
|
0.0659
|
втори максимум
|
0.063
|
1.0073
|
58.746m
|
1.006786
|
0.0489
|
fp1=45 Hz
|
0.342
|
1.04016
|
13.665m
|
1.001574
|
3.8524
|
fs1 =48 Hz
|
-14.09
|
0.197
|
-14.42
|
0.190108
|
3,87236
|
Fs0 =50 Hz
|
-64.147
|
0.00062
|
-64.174
|
0,000618
|
0,311333
|
fs1 =52 Hz
|
-14.83
|
0.181
|
-15.826
|
0,161696
|
12,15019
|
fp2=55 Hz
|
-0.367
|
0.959
|
0.959-358.867m
|
0,959526
|
-0,08703
|
I звено
|
максимум
|
|
4.9308
|
1,764168
|
|
fp1=45 Hz
|
-6.113
|
0,494709
|
fs1 =48 Hz
|
-11.111
|
0,278259
|
Fs0 =50 Hz
|
-31.852
|
0,025551
|
fs1 =52 Hz
|
-5.5556
|
0,527497
|
fp2=55 Hz
|
4.6307
|
1,704257
|
II звено
|
максимум
|
|
6.3938
|
2,087805
|
|
fp1=45 Hz
|
6.1433
|
2,028453
|
fs1 =48 Hz
|
-3.3333
|
0,681295
|
Fs0 =50 Hz
|
-32.407
|
0,023969
|
fs1 =52 Hz
|
-10.185
|
0,309564
|
fp2=55 Hz
|
-4.9896
|
0,563015
|
Фазово-честотна характеристика
|
|
j, o
|
j’, o
|
, %
|
първи минимум
|
-55.04
|
-54.15
|
1,64
|
първи максимум
|
-2.38
|
-2.39
|
-0,268
|
втори минимум
|
52.41
|
-306.82
|
-117,08
|
втори максимум
|
7.68
|
-352.37
|
-102,18
|
fp1=45 Hz
|
-78.85
|
-81.55
|
-3,31
|
fs1 =48 Hz
|
-151.22
|
-151.49
|
-0,19
|
Fs0 =50 Hz
|
178.51
|
-178.26
|
-200,14
|
fs1 =52 Hz
|
153
|
-206.57
|
-174,07
|
fp2=55 Hz
|
89.8
|
-268.78
|
-133,41
|
fp1=45 Hz
|
-78.85
|
-81.55
|
-3,31
|
Забележка:* = [(Т(f),пъти -T(f)', пъти) /Т(f)', пъти].100 %, ** = [(j(f) -j(f)') /j(f)'].100%
Анализирайте и дайте оценка на резултатите от компютърните симулации:
Определете влиянието на отделните звена при формирането на общата характристика.
Коментирайтеполучените стойностиза затихването в лентата на пропускане и в лентата на задържане.
Студент (име, фак. №)
Сподели с приятели: |