ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์

เครื่องคำนวณตัวกรองแอกทีฟ

ออกแบบตัวกรองผ่านต่ำ ผ่านสูง และผ่านแถบ พร้อมเลือกชิ้นส่วนและกราฟตอบสนอง

01

ค่าที่ป้อน

เลือกค่าชิ้นส่วน

แหล่งสัญญาณ ชิ้นส่วน และออปแอมป์อุดมคติ ไม่มีข้อจำกัดโหลดหรือแบนด์วิดท์ f0 คือความถี่ขั้ว/กลาง ไม่ใช่ −3 dB เสมอไป K คืออัตราขยายที่กำหนด

02

ผลลัพธ์

ความถี่ขั้ว / ความถี่กลาง
—
ตัวประกอบคุณภาพ
—
อัตราขยายแรงดัน
—
ความถี่ตัด
—
อัตราขยายแรงดัน
—
การเลื่อนเฟส
—
fL · −3 dB
—
fH · −3 dB
—
แบนด์วิดท์เรโซแนนซ์
—

กราฟการตอบสนอง
สูตร—

แยกความถี่ธรรมชาติ จุดตัด และการตอบสนอง

วิเคราะห์ Sallen-Key ผ่านต่ำ/สูงหรือผ่านแถบป้อนกลับหลายทางที่แสดง เปรียบเทียบความถี่ธรรมชาติ Q และการตอบสนองที่ความถี่เลือก แบบจำลองใช้แอมพลิไฟเออร์อุดมคติและค่าพิกัด โดยไม่รวมขีดจำกัดแบนด์วิดท์หรือความคลาดเคลื่อน

ขั้นตอนการใช้งาน

  1. เลือกโครงสร้างและวิเคราะห์หรือออกแบบ จับคู่ชื่ออุปกรณ์กับแผนภาพ
  2. ป้อนค่าอุปกรณ์กับอัตราขยาย หรือความถี่เป้าหมาย Q และชุดมาตรฐาน ใช้แบบออกแบบก่อนตรวจค่าที่ปัด
  3. ดูกราฟ ขนาด และเฟส เปรียบเทียบความถี่ธรรมชาติกับจุดตัดหรือขอบแถบ ซึ่งไม่จำเป็นต้องเท่ากัน

การตั้งค่าและข้อจำกัด

ความถี่และ Q
ความถี่ธรรมชาติกำหนดโพล Q บอกการหน่วง จุดตัดผ่านต่ำ/สูงเป็น −3 dB เทียบกับอัตราขยายย่านผ่านและขึ้นกับ Q
โครงสร้างและอัตราขยาย
ผ่านต่ำ/สูงใช้ Sallen-Key ตามภาพ ผ่านแถบใช้การป้อนกลับหลายทางแบบกลับเฟส ความสัมพันธ์อุปกรณ์และข้อจำกัดอัตราขยายต่างกัน
การปัดและความถูกต้อง
ค่ามาตรฐานเปลี่ยนความถี่และ Q ตรวจความผิดพลาดที่ได้ ชุดค่าที่ไม่ถูกต้องอาจให้การหน่วงไม่เป็นบวกและถูกปฏิเสธ

ตัวอย่างการใช้งาน

ใช้ตัวอย่างผ่านต่ำที่ค่าอุปกรณ์เท่ากัน ที่ความถี่ธรรมชาติการตอบสนองลดมากกว่าตามนิยามจุดตัด

ข้อมูลตัวอย่างที่ป้อน

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

จุดตัดคำนวณต่ำกว่าความถี่ธรรมชาติ สูตรค่าอุปกรณ์เพียงสูตรเดียวจึงไม่ระบุจุด −3 dB สำหรับทุก Q

คำถามและการแก้ปัญหา

ทำไมเกิดยอด?

Q สูงพอทำให้เรโซแนนซ์ได้ เปรียบเทียบการตอบสนองทั้งช่วงและอัตราขยายย่านผ่าน ยอดไม่ได้รับประกันความราบ

ทำไมแบบออกแบบไม่ตรงเป้าหมาย?

ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุถูกปัดแยกกัน ตรวจความถี่กับ Q ที่ได้และเปรียบเทียบชุดอื่นที่รองรับ

ทำนายตัวกรองที่สร้างจริงได้หรือไม่?

ไม่รวมผลคูณอัตราขยาย–แบนด์วิดท์ สลูเรต ขอบเขตจ่ายไฟ หรือความคลาดเคลื่อน ตรวจความเหมาะสมของแอมพลิไฟเออร์และวงจรที่ประกอบ