LABORATORIUM UKŁADÓW ELEKTRONICZNYCH

grupa EAB

Temat: Zaprojektować filtr górnoprzepustowy o danych:

f₀=5kHz, U_wy=5V i R₀=50Ω

Zadaniem dowolnego filtru zarówno aktywnego (zawierającego wzmacniacz) jak i pasywnego jest przepuszczanie sygnałów o określonej częstotliwości. Najogólniejszym podziałem filtrów jest podział ze względu na zakres częstotliwości sygnałów przepuszczanych przez filtr. Stosując to kryterium można wyróżnić;

Filtr górnoprzepustowy, który tłumi sygnały o częstotliwościach zaczynających się od częstotliwości zerowej do częstotliwości f_cutoff a przepuszcza sygnały o częstotliwościach od f_cutoff do nieskończoności (w przypadku użycia wzmacniacza o nieskończenie szerokiej charakterystyce przenoszenia). Charakterystyka takiego filtru pokazana jest na rysunku.

Rys. Charakterystyka filtru górnoprzepustowego.

Schemat filtru Sallea i Keya drugiego rzędu górno przepustowego przedstawiony jest na rysunku. Składa się on z dwóch gałęzi RC (dwóch układów różniczkujących) przy czym każda z gałęzi wnosi tłumienie 6dB na oktawę do obszaru przejściowego charakterystyki filtru.

Procedura projektowania filtru Sallea i Keya drugiego rzędu:

1. Projektuje filtr typu Butterwortha

2. Z tabeli zależność fraction = f_cutoff/f_cutoff' odpowiadającą danemu typowi filtru f_cutoff/f_cutoff'=1 znajduję f_cutoff z tabeli.

• dla filtru górno przepustowego f_cutoff=f_cutoff ⋅ fraction, gdzie f_cutoff' częstotliwość wykorzystywana przy obliczeniach

f_cutoff'=5kHz

3. Przyjmuję wielkość C=10nF i określam wielkość R z wyrażenia:

f_cutoff'=
gdzie R=R₁=R₂, C=C₁=C₂.

4. Znajduję współczynnik α w tabeli w zależności od typu filtru.

Typ filtru	α	fraction
Butterworth	1.414	1.0
Chebyschew -nierównom. 0.5dB	1.578	1.390
nierównom. 1dB	1.059	1.218
nierównom. 2dB	0.886	1.074
nierównom. 3dB	0.766	1.000

α=1,414

5. Przyjmuję wartość R_a=10kΩ. Natomiast wartość R_b wyznaczam z wyrażenia:

R_b=(2-α)R_a=(2-1,414)⋅10000= 5860Ω

6. Wyznaczam współczynnik wzmocnienia w obszarze przepustowym:

K = R_b/R_a + l=5860/10000 + 1 = 1,586

---