El och elektronik

Kalkylator för aktiva filter

Dimensionera lågpass-, högpass- och bandpassfilter med komponentval och responskurvor.

01

Dina värden

Dimensionera komponenter

Ideal källa, komponenter och operationsförstärkare; inga last- eller bandbreddsgränser. f0 är pol-/mittfrekvens, inte alltid −3 dB. K är angiven förstärkning.

02

Dina resultat

Pol- / mittfrekvens
—
Kvalitetsfaktor
—
Spänningsförstärkning
—
Gränsfrekvens
—
Spänningsförstärkning
—
Fasförskjutning
—
fL · −3 dB
—
fH · −3 dB
—
Resonansbandbredd
—

Responskurva
Formel—

Skilj filterfrekvens från gränsfrekvens och respons

Analysera visat Sallen-Key-lågpass/högpass eller bandpass med multipel återkoppling. Jämför egenfrekvens, Q och respons vid vald frekvens. Modellen använder ideala förstärkare och nominella komponenter utan bandbreddsbegränsningar eller toleranser.

Steg för steg

  1. Välj filtertopologi och analys- eller konstruktionsläge. Följ komponentbeteckningarna i schemat.
  2. Ange komponenter och förstärkning, eller målfrekvens och Q med standardserier. Tillämpa konstruktionen före granskning av avrundade värden.
  3. Granska responskurva, magnitud och fas. Jämför egenfrekvens med gränsfrekvens eller bandgränser; de är inte alltid samma.

Inställningar och begränsningar

Frekvens och Q
Egenfrekvensen placerar modellens poler; Q beskriver dämpning. Lågpass-/högpassgränsen är −3 dB relativt passbandsförstärkningen och beror på Q.
Topologi och förstärkning
Lågpass/högpass använder visad Sallen-Key-krets. Bandpass använder inverterande multipel återkoppling med andra komponentförhållanden och förstärkningsvillkor.
Avrundning och giltighet
Standardvärden ändrar frekvens och Q. Granska uppnådda fel. Ogiltiga kombinationer kan ge icke-positiv dämpning och avvisas.

Genomgånget exempel

Använd lågpass-exemplet med lika komponentvärden. Vid egenfrekvensen är responsen mer dämpad än gränsfrekvensens definition.

Exempel på indata

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

Beräknad gränsfrekvens ligger under egenfrekvensen. En komponentformel anger därför inte −3 dB-hörnet för varje Q.

Frågor och felsökning

Varför finns en topp?

Tillräckligt högt Q kan ge resonans. Jämför hela responsen och passbandsförstärkningen; en topp garanterar inte plan respons.

Varför missas målet?

Motstånd och kondensatorer avrundas oberoende till standardvärden. Kontrollera uppnådd frekvens och Q, och jämför annan stödd serie.

Förutsäger detta det byggda filtret?

Modellen saknar förstärkarens förstärkningsbandbredd, slew rate, matningsgränser och komponenttoleranser. Kontrollera komponentval och byggd krets.