Главная » Начинающим
Призовой фонд
на январь 2017 г.
1. 1000 руб.
Radio-Sale
2. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
3. 600 руб.
От пользователей
4. Тестер компонентов LCR-T4
Паяльник

Расчет полосового фильтра на ОУ

Разрабатывая "радиоуправляемое реле" я решил использовать частотный способ кодирования команд управления. При этом фильтр было принято решение построить на ОУ, так как в корпусе оставался еще не задействованный блок ОУ. Но на этом фантазировать я еще не закончил, немного подумал и решил, что можно еще с экономить на деталях используя элементы, которые есть в наличии. Это и привело к написанию этой статьи "расчет полосового фильтра на ОУ". Покопавшись в книгах, собрав всю необходимую информацию составил алгоритм расчета фильтра с однополярным питанием. Но об этом потом, а сейчас не много теории. 

Все фильтры разделяются на: активные фильтры, использующие для формирования частотной характеристики заданного вида как пассивные (резисторы и конденсаторы), так и активные (транзисторы, микросхемы) элементы, и пассивные фильтры, которые для формирования частотной характеристики заданного вида используют только пассивные (резисторы и конденсаторы) элементы. А сейчас поговорим о полосовых фильтрах.

Полосовой фильтр так называется потому, что он пропускает только тот частотный диапазон на который настроен, при этом частоты находящиеся за пределами данного диапазона ослабляются. Любой полосовой фильтр имеет несколько основных параметров определяющих его характеристики: полоса пропускания (полоса в которой сигнал проходя через фильтр имеет наименьшее затухание), полоса затухания (полоса в которой, сигналы ослабляются), коэффициент усиления (характеристика фильтра, которая отвечает за то во сколько раз сигнал будет усилен или ослаблен в полосе пропускания).

Идеальный полосовой фильтр имеет прямоугольную полосу пропускания, но на практике этого добиться невозможно, а можно только в какой-то степени лишь приблизиться такой форме. Реальный фильтр неспособен полностью задержать частоты за границами желаемого диапазона частот, в результате имеется область у границ заданного диапазона, где сигнал только частично ослабляется. Эта область называется крутизной спада фильтра, и измеряется в "дБ" затухания на октаву. 

Принцип работы полосового фильтра основан на изменении коэффициента усиления в зависимости от частоты входного сигнала. Основной в фильтре является RC-цепочка, включенная в цепь обратной связи которая, при изменении частоты влияет на коэффициента усиления. Ну все думаю теории хватит перейдем к расчетам.

Расчет произведем по ниже приведенной схеме. Элементы R1-R3 и C1, C2 - определяют полосу пропускания и коэффициент усиления. R4, R5 - смещение рабочей точки, это необходимо для питания от однополярного источника. Микросхема ОУ выполняет роль активного элемента и подключать ее необходимо согласно Datasheet. Ниже схемы на картинках приведен расчет полосового фильтра на ОУ, но вы так же можете воспользоваться файлами расчета в Mathcad 14 и модели в Multisim 11.

Схема полосового фильтра на ОУ

Данный фильтр можно использовать в светомузыкальных устройствах, радиоуправлении, датчиках и так далее. 

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
A Операционный усилитель
LM358
1 Поиск в FivelВ блокнот
С1, C2 Конденсатор3300 пФ2 Поиск в FivelВ блокнот
R1 Резистор
3.3 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R2 Резистор
240 Ом
1 Поиск в FivelВ блокнот
R3 Резистор
1.5 мОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R4 Резистор
24 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R5 Резистор
20 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: 0 0
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (10) | Я собрал (0) | Подписаться

0
SaMaHa #
Слишком большой Ку, рекомендую 5-10.
Слишком большая добротность, рекомендую 10-20.
Ответить
0

[Автор]
Vovchik #
Собирал на 358 работал с Ку 220 и добротностью 40 без проблем.
Ответить
0
SaMaHA #
Для радиоуправления возможно подойдет, для звука нет. При такой добротности и Ку зазвенит.
Ответить
0

[Автор]
Vovchik #
Для управления работает хорошо, цель была связать сверхгенеративный приемник с реле без промежуточных каскадов усиления. С чем он справился хорошо. А если надо, то можно уменьшить добротность и КУ, а затем пересчитать по данному расчету.
Ответить
0
Студент #
Я собрал схему на Breadboard. Как проверить работу фильтра. Подскажите пожалуйста!
Ответить
0

[Автор]
Vovchik #
На вход фильтра необходимо с генератора подать сигнал и меняя частоту настроить ту частоту при которой на выходе фильтра будет наблюдаться максимум сигнала.
Ответить
0
Студент #
Получается я на вход подаю сигнал с постоянной амплитудой и меняя частоту смотрю как меняется сигнал на выходе? Вопрос такой(может и глупый), а частоту в каких диапазонах менять?
И еще При расчете добротность и коэффициент передачи взяли произвольно. Может есть какие то условия выбора добротности и коэффициента передачи от характеристик ОУ? Напишите подробнее,пожалуйста! Буду благодарен!
Ответить
0

[Автор]
Vovchik #
Да все правильно "на вход подаю сигнал с постоянной амплитудой и меняя частоту смотрю как меняется сигнал на выходе". Частоту необходимо изменять в пределах квазирезонанса. С помощью ку настраивается чувствительность фильтра. Добротность большую не стоит брать, главное чтоб условие выполнялось (последняя формула).
Если элементы взяты с расчета то частоту брать около 2,5кГц.
Ответить
0
Студент #
Что можно использовать в качестве однополярного источника питания?
Ответить
0
Дмитрий #
Скажите пожалуйста, по данной схеме получается сигнал на выходе только положительный? то есть, если подавать звуковой сигнал на вход, то на выходе имеем звуковую частоту, поднятую над линией нуля, я правильно понимаю? И можно ли в таком случае такой сигнал подавать на колонки?
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическая мощность?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Набор начинающего радиолюбителя
Набор начинающего радиолюбителя
ELM327 OBD II — адаптер с поддержкой CAN Модуль измерения тока на ACS712 (30А)
вверх