Elektro og elektronikk

Aktiv filterkalkulator

Dimensjoner lavpass-, høypass- og båndpassfiltre med komponentvalg og responskurver.

01

Dine verdier

Dimensjoner komponenter

Ideell kilde, komponenter og operasjonsforsterker; ingen last- eller båndbreddegrenser. f0 er pol-/senterfrekvens, ikke alltid −3 dB. K er angitt forsterkergain.

02

Dine resultater

Pol- / senterfrekvens
—
Kvalitetsfaktor
—
Spenningsforsterkning
—
Grensefrekvens
—
Spenningsforsterkning
—
Faseforskyvning
—
fL · −3 dB
—
fH · −3 dB
—
Resonansbåndbredde
—

Responskurve
Formel—

Skill mellom filterfrekvens, grensefrekvens og respons

Analyser det viste Sallen-Key-lavpass-/høypassfilteret eller båndpassfilteret med flere tilbakekoblinger. Sammenlign egenfrekvens, Q og respons ved valgt frekvens. Modellen bruker ideelle forsterkere og nominelle komponenter uten båndbreddebegrensning eller toleranser.

Trinn for trinn

  1. Velg filtertopologi og analyse- eller designmodus. Bruk motstands- og kondensatornavnene i kretsdiagrammet.
  2. Oppgi komponenter og forsterkning, eller målfrekvens og Q med standardserier. Bruk designet før du vurderer avrundede verdier.
  3. Kontroller responsplott, amplitude og fase. Sammenlign egenfrekvens med grensefrekvens eller båndgrenser; de er ikke nødvendigvis like.

Innstillinger og begrensninger

Frekvens og Q
Egenfrekvensen plasserer modellens poler; Q beskriver dempingen. Lavpass-/høypassgrensen er −3 dB relativt til passbåndsforsterkningen og avhenger av Q.
Topologi og forsterkning
Lavpass/høypass bruker den viste Sallen-Key-kretsen. Båndpass bruker en inverterende krets med flere tilbakekoblinger og andre komponentforhold og forsterkningsgrenser.
Avrunding og gyldighet
Standardverdier endrer frekvens og Q. Kontroller avvikene etter bruk. Ugyldige kombinasjoner kan gi ikke-positiv demping og blir avvist.

Gjennomgått eksempel

Bruk lavpasseksemplet nedenfor med like komponentverdier. Ved egenfrekvensen er responsen dempet mer enn definisjonen av grensefrekvens tilsier.

Eksempel på inndata

LP; R1 = R2 = 10 kΩ; C1 = C2 = 10 nF
K = 1; f = f0
Forventet resultat
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°

Beregnet grensefrekvens er lavere enn egenfrekvensen. En komponentformel alene angir derfor ikke −3 dB-grensen for enhver Q.

Spørsmål og feilsøking

Hvorfor oppstår en topp?

Høy nok Q kan gi resonans. Sammenlign hele responsen og passbåndsforsterkningen; en topp garanterer ikke flat respons.

Hvorfor treffer ikke designet målet?

Motstander og kondensatorer avrundes hver for seg til standardverdier. Kontroller oppnådd frekvens og Q, og sammenlign en annen støttet serie.

Forutsier dette det ferdige filteret?

Modellen utelater forsterkerens forsterkningsbåndbredde, slew rate, forsyningsgrenser og komponenttoleranser. Kontroller komponentvalget og den ferdige kretsen.