Sähkö ja elektroniikka

Aktiivisuodattimen laskuri

Mitoita ali-, yli- ja kaistanpäästösuodattimet komponenttivalinnoilla ja vastekäyrillä.

01

Syötetyt arvot

Mitoita komponentit

Ideaalinen lähde, komponentit ja operaatiovahvistin; ei kuormitus- tai kaistanleveysrajoja. f0 on napa-/keskitaajuus, ei aina −3 dB. K on annettu vahvistus.

02

Tulokset

Napa- / keskitaajuus
—
Hyvyysluku
—
Jännitevahvistus
—
Rajataajuus
—
Jännitevahvistus
—
Vaihesiirto
—
fL · −3 dB
—
fH · −3 dB
—
Resonanssin kaistanleveys
—

Vastekäyrä
Kaava—

Erota ominaistaajuus, rajataajuus ja suodinvaste

Analysoi näytettyä Sallen-Key-ali-/ylipäästöä tai moninkertaisen takaisinkytkennän kaistanpäästöä. Vertaa ominaistaajuutta, Q-arvoa ja vastetta valitulla taajuudella. Malli käyttää ideaalisia vahvistimia ja nimelliskomponentteja ilman kaistanleveysrajoja tai toleransseja.

Vaihe vaiheelta

  1. Valitse topologia ja analyysi tai suunnittelu. Noudata kaavion vastus- ja kondensaattoritunnuksia.
  2. Syötä komponentit ja vahvistus tai tavoitetaajuus ja Q standardisarjoineen. Ota suunnitelma käyttöön ennen pyöristettyjen arvojen tarkastelua.
  3. Tarkastele käyrää, amplitudia ja vaihetta. Vertaa ominaistaajuutta rajataajuuteen tai kaistan reunoihin; ne eivät aina ole samat.

Asetukset ja rajoitukset

Taajuus ja Q
Ominaistaajuus sijoittaa navat; Q kuvaa vaimennusta. Ali-/ylipäästön raja on −3 dB päästövahvistukseen verrattuna ja riippuu Q-arvosta.
Topologia ja vahvistus
Ali-/ylipäästö käyttää näytettyä Sallen-Key-kytkentää. Kaistanpäästö käyttää invertoivaa moninkertaista takaisinkytkentää eri komponenttisuhteilla ja vahvistusrajoilla.
Pyöristys ja kelpoisuus
Standardiarvot muuttavat taajuutta ja Q-arvoa. Tarkista poikkeamat. Virheelliset yhdistelmät voivat tuottaa ei-positiivisen vaimennuksen ja hylätään.

Esimerkkitehtävä

Käytä yhtä suurten komponenttien alipäästöesimerkkiä. Ominaistaajuudella vaste on enemmän vaimentunut kuin rajataajuuden määritelmä edellyttää.

Esimerkkisyöte

LP; R1 = R2 = 10 kΩ; C1 = C2 = 10 nF
K = 1; f = f0
Odotettu tulos
f0 / Q / fc / |G| / φ≈
f01591.549431 Hz
Q0.5
fc (−3 dB)1024.312067 Hz
|G(f0)|0.5 V/V
G(f0)−6.020600 dB
φ(f0)−90°

Laskettu rajataajuus on ominaistaajuutta alempi. Komponenttikaava ei yksin määrää −3 dB-rajaa kaikille Q-arvoille.

Kysymykset ja ongelmanratkaisu

Miksi syntyy huippu?

Riittävän suuri Q voi aiheuttaa resonanssia. Vertaa koko vastetta ja päästövahvistusta; huippu ei takaa tasaista vastetta.

Miksi tavoite ei toteudu?

Vastukset ja kondensaattorit pyöristetään erikseen. Tarkista saavutettu taajuus ja Q ja vertaa toiseen tuettuun sarjaan.

Ennustaako tämä rakennetun suotimen?

Vahvistus-kaistanleveys, muutosnopeus, syöttörajat ja toleranssit puuttuvat. Tarkista vahvistimen soveltuvuus ja rakennettu kytkentä.