Elektrotechniek en elektronica
Actieve-filtercalculator
Ontwerp laagdoorlaat-, hoogdoorlaat- en banddoorlaatfilters met componentkeuze en responscurves.
Je invoer
Je resultaten
- Pool- / middenfrequentie
- —
- Kwaliteitsfactor
- —
- Spanningsversterking
- —
- Kantelfrequentie
- —
- Spanningsversterking
- —
- Faseverschuiving
- —
- fL · −3 dB
- —
- fH · −3 dB
- —
- Resonantiebandbreedte
- —
—Onderscheid filterfrequentie, afsnijfrequentie en respons
Analyseer het getoonde Sallen-Key-laagdoorlaat/hoogdoorlaatfilter of banddoorlaatfilter met meervoudige terugkoppeling. Vergelijk eigenfrequentie, Q en respons op een gekozen frequentie. Het model gebruikt ideale versterkers en nominale componenten zonder bandbreedtelimiet of tolerantie.
Stap voor stap
- Kies topologie en analyse- of ontwerpmodus. Volg de componentaanduidingen in het schema.
- Voer componenten en versterking in, of doelfrequentie en Q met standaardreeksen. Pas een ontwerp toe voordat u afgeronde waarden bekijkt.
- Bekijk responsgrafiek, amplitude en fase. Vergelijk eigenfrequentie met afsnijfrequentie of bandgrenzen; die zijn niet altijd gelijk.
Instellingen en beperkingen
- Frequentie en Q
- Eigenfrequentie bepaalt de polen; Q beschrijft demping. De laag-/hoogdoorlaatgrens is −3 dB ten opzichte van doorlaatversterking en hangt af van Q.
- Topologie en versterking
- Laag-/hoogdoorlaat gebruiken de getoonde Sallen-Key-schakeling. Banddoorlaat gebruikt inverterende meervoudige terugkoppeling met andere componentrelaties en versterkingsvoorwaarden.
- Afronding en geldigheid
- Standaardwaarden veranderen frequentie en Q. Controleer bereikte fouten. Ongeldige combinaties kunnen niet-positieve demping geven en worden afgewezen.
Uitgewerkt voorbeeld
Gebruik het laagdoorlaatvoorbeeld met gelijke componentwaarden. Op de eigenfrequentie ligt de respons verder onder de doorlaat dan de afsnijdefinitie.
Voorbeeldinvoer
LP; R1 = R2 = 10 kΩ; C1 = C2 = 10 nF
K = 1; f = f0| f0 / Q / fc / |G| / φ | ≈ |
|---|---|
| f0 | 1591.549431 Hz |
| Q | 0.5 |
| fc (−3 dB) | 1024.312067 Hz |
| |G(f0)| | 0.5 V/V |
| G(f0) | −6.020600 dB |
| φ(f0) | −90° |
De berekende afsnijfrequentie ligt lager dan de eigenfrequentie. Een componentformule bepaalt dus niet voor elke Q de −3 dB-hoek.
Vragen en probleemoplossing
Waarom verschijnt een piek?
Een voldoende hoge Q kan resonantie veroorzaken. Vergelijk de hele respons en doorlaatversterking; een piek garandeert geen vlak verloop.
Waarom wordt mijn doel gemist?
Weerstanden en condensatoren worden onafhankelijk afgerond. Controleer bereikte frequentie en Q en vergelijk een andere ondersteunde reeks.
Voorspelt dit het gebouwde filter?
Versterkingsbandbreedte, slew rate, voedingsgrenzen en toleranties ontbreken. Controleer de versterkerkeuze en de gebouwde schakeling.