plik


ÿþListy od Piotra Filtry aktywne F i l t r y a k t y w n e Filtry aktywne F i l t r y a k t y w n e cz[ 2 W kilku najbli|szych Listach od Piotra Charakterystyka czstotliwo[ciowa nic nie Rodzaje filtrów przedstawi Ci podstawowe informa- mówi na przykBad o odpowiedzi na cig impul- Ju| rysunek 6 pokazaB, |e filtr o potrzebnej cje o filtrach. Nie bdziemy wgBbia sów. Czy po zakoDczeniu cigu impulsów sy- charakterystyce mo|na zrealizowa na ró|ne si w meandry teorii filtrów, bo to na- gnaB na wyj[ciu filtru zaniknie od razu, czy sposoby, czyli wedBug ró|nych schematów. prawd jest bardzo trudna dziedzina. drgania bd gasn powoli. Rysunek 10 poka- Istnieje mnóstwo rodzajów i odmian rozwi- W ramach niniejszego cyklu najpierw zuje odpowiedz dwóch filtrów na paczk impul- zaD ukBadowych, niektóre o wrcz pora|aj- omówimy najwa|niejsze zagadnienia sów. Kolorem zielonym narysowaBem przebieg cych nazwach. Oto przykBadowe nazwy fil- wstpne. Nie zlekcewa| tego materia- wej[ciowy, kolorem czerwonym  wyj[ciowy. trów: Sallen-Keya, ze zródBem napiciowym Bu - da Ci ogólny obraz zagadnienia. Od razu wida, |e w filtrze nr 2 oscylacje na sterowanym napiciowo, INIC, z wielokrot- Dopiero po omówieniu podstaw, w ko- wyj[ciu zanikaj wolniej  mówimy, |e ten filtr nym sprz|eniem zwrotnym, filtry zmien- lejnych odcinkach podam praktyczne ma wiksz skBonno[ do  dzwonienia . nych stanu, filtry uniwersalne, filtry bikwa- sposoby obliczania podstawowych ro- dratowe, itd. dzajów filtrów. Bd to sprawdzone, Teoretycy oraz specjali[ci proste recepty na najpopularniejsze ro- w specyficznych dziedzinach dzaje filtrów. Bardziej zaawansowani wymy[lili i wci| wymy[laj znajd dodatkowo ogólne wzory, po- kolejne rozwizania ukBadowe. zwalajce dobra dodatkowe parame- Oprócz klasycznych filtrów try. A na razie kontynuujemy omawia- z elementami RC wykorzystuje nie kluczowych parametrów filtrów. si tak zwane filtry z przeBcza- nymi pojemno[ciami. Ostatnio, ze wzgldu na lawinow eks- Inne parametry pansj techniki cyfrowej, filtry Cho charakterystyka amplitudowa zwykle Rys. 9 realizuje si programowo, a fil- jest najwa|niejsza, nie pokazuje wszystkich parametrów filtru. Ty projektujc jedynie A oto kolejny para- proste filtry na razie nie musisz przejmowa metr, o którym warto si wszystkimi parametrami. Warto jednak wiedzie. Amatorzy zu- mie o nich ogólne pojcie. peBnie nie zwracaj uwa- Profesjonali[ci w niektórych przypadkach gi na parametry filtru musz uwzgldni, jaka jest faza poszczegól- zwane wra|liwo[ci. Pa- nych skBadowych, które przechodz przez rametry te wskazuj mi- filtr. Dlatego czsto podaje si te| charakte- dzy innymi, jak zmienia- rystyk fazow filtru. Na rysunku 9 pokaza- j si wBa[ciwo[ci filtru ne s charakterystyki amplitudowa i fazowa przy zmianie warto[ci elementów. Mo|e Ci Rys. 10 dwóch filtrów dolnoprzepustowych drugiego si to wyda dziwne, |e na przykBad w jed- rzdu. Niebieskie krzywe to charakterystyki nym filtrze zmiana pojemno[ci kondensatora trowanie polega na przetwarzaniu strumienia amplitudowe, czerwone  fazowe. o 5% zaowocuje zmian czstotliwo[ci gra- informacji. Wniektórych przypadkach bardzo istotne nicznej te| o 5%, a w innym tylko o 3%. My w ramach niniejszego cyklu artyku- jest, jakie wBa[ciwo[ci ma filtr w pa[mie za- Oczywi[cie lepszy jest ten drugi, mniej wra|- Bów zajmiemy si gBównie dwoma klasycz- porowym. Winnych zastosowaniach kluczo- liwy na nieuniknione rozrzuty warto[ci ele- nymi i wci| popularnymi rodzajami filtrów. we znaczenie ma sposób, w jaki filtr reaguje mentów. S to: na kilka impulsów o okre[lonej czstotliwo- Jeszcze raz powtarzam: na razie nie mu- - filtry z wielokrotnym sprz|eniem zwrot- [ci lub jak odpowiada na specyficzne sygna- sisz si przejmowa tymi dodatkowymi para- nym By, jak choby impuls prostoktny. Wtakich metrami. Wzdecydowanej wikszo[ci przy- - filtry ze sterowanym zródBem napicio- wypadkach obok charakterystyki fazowej padków bdziesz si interesowa jedynie wym, zwane filtrami Sallen-Keya. istotny jest pokrewny parametr - opóznienie charakterystyk amplitudow, a niekiedy te| Podstawowe ogniwa tych filtrów (filtry grupowe. skBonno[ci do  dzwonienia . drugiego rzdu) znajdziesz na rysunku 11. Elektronika dla Wszystkich 24 Listy od Piotra Zwró uwag na podobieDstwa  charaktery- rakterystyk uzysku- a) styka zale|y od rozmieszczenia rezystorów jemy w tym samym i kondensatorów. ukBadzie przy ró|- nych warto[ciach Rodzaj charakterystyki elementów RC  Pora teraz wyraznie rozdzieli dwa zupeBnie porównaj rysunek ró|ne zagadnienia. Wpoprzedzajcym frag- 12b, gdzie warto[ mencie wymieniBem kilka bardziej popular- kondensatora C1 we nych nazw rozwizaD ukBadowych. Ka|de wszystkich przypad- b) takie rozwizanie pozwala zrealizowa filtr kach wynosi 10nF. dolnoprzepustowy, górnoprzepustowy i [rod- Wfiltrze (o cha- kowoprzepustowy. Podana nazwa wskazy- rakterystyce) Czeby- waBa, wedBug jakiego schematu zrealizowany szewa uzyskujemy jest filtr. Nazwa ta nie mówi jednak nic najlepsze tBumienie o szczegóBach przebiegu charakterystyki. w pa[mie przej[cio- Natomiast okre[lenia: filtr Butterwortha, wym, tu| powy|ej czstotliwo[ci granicznej. Rys. 12 Czebyszewa, Cauera, Bessela, Thomsona czy Niestety, filtr ten ma najgorsz charakterysty- filtr eliptyczny nie mówi nic o fizycznej rea- k fazow, opóznieniow, a do tego zafalo- Zaznaczona na zielono charakterystyka lizacji, czyli o schemacie, tylko o najwa|niej- wania w pa[mie przepustowym. Dlatego przy Butterwortha jest, mo|na powiedzie, kompro- szych wBa[ciwo[ciach (charakterystykach am- omawianiu i projektowaniu filtrów (o charak- misowa. Filtr Butterwortha jest w pewnym plitudowej, fazowej, opóznienia grupowego, terystyce) Czebyszewa oprócz czstotliwo[ci sensie filtrem  [rednim : przebieg charakte- itp.). Rysunek 12a pokazuje trzy charaktery- granicznej podaje si te| zafalowania w pa- rystyki amplitudowej w pa[mie przepustowym styki filtru dolnoprzepustowego drugiego rz- [mie przepustowym (wyra|ane w decybe- a| do czstotliwo[ci granicznej jest maksymal- du o schemacie z rysunku 11c i czstotliwo[ci lach). Wpraktycznych ukBadach dopuszcza nie pBaski, stromo[ powy|ej czstotliwo[ci granicznej 1kHz. Czerwone linie to charakte- si falisto[ charakterystyki co najwy|ej 3dB. granicznej i inne parametry  niezBe. rystyki fazowe (które teraz nas niewiele inte- Inaczej jest z filtrem Bessela (kolor nie- Filtry (o charakterystyce) Butterwortha resuj). Niebieskim kolorem zaznaczyBem filtr bieski). Nie ma |adnych zafalowaD w cha- s wykorzystywane bardzo czsto. Filtry i charakterystyk Bessela. Kolorem zielonym rakterystyce amplitudowej. Faza i opóznie- Bessela  rzadko, gBównie w ukBadach im- - Butterwortha, a kolorem fioletowym  Cze- nie grupowe s najlepsze, ale za to charakte- pulsowych, gdzie istotna jest faza i ksztaBt byszewa. Zauwa|, |e odmienny przebieg cha- rystyka amplitudowa  najmniej stroma. impulsu na wyj[ciu. Filtry (o charakterysty- ce) Czebyszewa s stosowane tam, gdzie Rys. 11 najwa|niejsze s ostre zbocza charaktery- styki amplitudowej. Zwró uwag, |e filtr Czebyszewa zapew- nia tBumienie nieco lepsze odinnych, ale ró|- nica niejest du|a, co najwy|ej kilkana[cie de- cybeli  nachylenie charakterystyki dla cz- stotliwo[ci znacznie wikszych od granicznej jest takie samo, jak w filtrach Butterwortha i Bessela. Potwierdza si wniosek, |e aby uzyska zdecydowanie wiksz stromo[, trzeba zastosowa filtr wy|szego rzdu, za- wierajcy kilka ogniw. Na marginesie dodam, |e rysunki 3, 7, 8 pokazuj charakterystyki filtrów Butterwor- tha, a rysunek 5, jak wspomniaBem  Czeby- szewa o falisto[ci 2dB. Porównujc rysunek 5 z fioletow krzyw z rysunku 12a zwró uwag, |e czym wy|szy rzd filtru Czebysze- wa, tym wicej zafalowaD w pa[mie przepu- stowym. Tak samo jest z filtrami górnoprzepustowy- mi, nieco inaczej ze [rodkowoprzepustowymi. Przypominam, |e te charakterystyki Besse- la, Butterwortha i Czebyszewa mo|na osign w tym samym ukBadzie elektrycznym, odpo- wiednio dobierajc warto[ci elementów RC. I tyle w tym odcinku. Wnastpnym nadal bdziemy zajmowa si kolejnymi wa|nymi zagadnieniami ogólnymi, a potem zaczniemy wreszcie projektowa filtry. Piotr Górecki Elektronika dla Wszystkich 25

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Filtry aktywne
Cw 11 Filtry aktywne
filtry aktywne(1)

więcej podobnych podstron