Прянишников В.А. Электроника. Курс лекций (1998) (1166121), страница 41
Текст из файла (страница 41)
Подобным же образом можно утверждать, что нули коэффициента передачи ' 4 (20.4) будут огсредепяться нулями передаточной проводимости К„, и, следователь- .''-:;::- но, можно получить любые требуемые действительные или комплексно-сопряжен- '.-' ные нули коэффициента передачи фильтра. Таким образом. активный ВС-фильтр Лекция 26. Активные 'ильт ы ::. с одноконтурной обратной связью в цепи идеального ОУ дает возможность полу-'' ' чать коэффициент передачи практически с любыми нулями и полюсами Некоторые пассивные ЯС-цепи, используемые в активных фильтрах, приведены в табл. 20.! Фильтр нижних частот (ФНЧ) с одноконтурной обратной связью предназначен э'' для выделения сигналов.
частота которых нине некоторой заданной частоты, ,, называемой частотой среза фильтра. ФНЧ практически без ослабления пропускает сигналы в полосе частот от постоянного напряжения до частоты среза и ослаб::;. ляет сигналы, частота которых выше частоты среза. В зависимости от числа полюсов в передаточной характеристике ФНЧ делят „:, . на однополюсные (первого порядка). двухполюсные (второго порядка) и многопо,!; люсные (высокого порядка).
Схема ФНЧ первого порядка приведена на рис. 20.2 а. В этом фильтре четырехполюспнк А выполнен на одном сопротивле;;;-:,: нни г„, а четырехполюсник В содержит параллельно соединенные элементы гэ и С... ~",:: Передаточная проводимость четырехполюсника А имеет зна |ение Ул,=-д,„а четырехполюсника  — значение Ул,=.-(дэ+2ФС,). Коэффициент передачи ФНЧ по напряжению э2Ь х К~~О. Ул) ~ь+лос~,' уакы,' (20.5) где К,=8„/дэ - . коэффициент передачи фильтра на постоянном напряжении, а1 =д,/С„частота среза фильтра Модуль передаточной функции фильтра на синусоидальном сигнале равен (20.6) а его 1рафик приведен на рис.
20.2 6, откуда видно, что на частоте среза фильтр вносит затухание, равное 0,707К, (или ЗдБ) Коэффициент передачи ФНЧ второго порядка в обшем случае определяется выражением Куо),' р еаы,у+и, (20. 7) ,:,'. где Кл — коэффициент передачи фильтра на постоянном напряжении, со, — часто:;-,. та среза фильтра, а= Д ' — затухание фильтра, Д вЂ” его добротность. Выражение (20.7) имеет два полюса рс =- .':. + Р зу -« (20.8) :;-.откуда следует, что при а<2 полюсы коэффициента передачи будут комплексно- ',:, сопряженными, а при а>2 вещественными.
Амплитудно частотные характерно!:;:,'*,кики ФНЧ второго порядка для различных значений а< 2 приведены па рис. 20.3 а. При а 0 добротность Д-- о и фильтр будет возбуждаться на частоте оз, Практическая реализация ФНЧ второго порядка возможна при использова":-..нии в качестве четырехполюспиков А и В звеньев 5 и 6 из табл. 20.1. Схема такого Рсадел4 Линейные элеат оняыс уст ойствеа Тиблнци 2И Пассивные четырехполюсиики для активных фильтров 11ЕО И Передаточная ороаолимость У21 -сл — Г Параметры — ( Сто С -с(р+а) .Дл.
рС тр р+а К 102. С~Р+а2 с-'~р2+ р+ 4 р+а С С1 ~ Р сост Ч ь ' 1С1+ С ~~Р а2 т ~ Я+ а1 Е"2 2 2 О, 2 С1С2СР-+Р-а Ееее~ (С1 РСФСР Ра)— е' 1е'2 , С1С, "Ст 2Р+" 2еР С',. С,1р' 22 .)7скипв 20 Актввиыс ипатовы Ко 0.7Кг и; и! 1 гл)о), 'Рис.те 2 Фипьтр пижиих остов с оппоког1туриой обратпой саввам псрвого порапка (а) и ого амппич)пио.часчочиав характсрисгика )б) фильтра приведена на рис. 20.3 6. При зтом в соответствии с табл 20.1 частота среза определяется выражением о), = (г сг;,,С„С,в)" и"', ость фильтра добротп 1 )Ггвв) и "г)в)а~ и Яма — — 1С;в финиент передачи ,:-,'-:",):,',-;а козф ~:;;.';„;казы р ~'-;!:-'~)))т)а на постоянном напряжении гм+гж Кс= обратной связью предпазнаекоторой заданной гастоты, без ослабления пропускает стогой ниже частоты среза.
от (ФВЧ) с одноконтуриой ов, частота которых выше н а фильтра. ФВЧ практически еза и ослабляет си~палы с ча елыр верхних част для выделения сигнал асмой частотой срез лы выше частоть) ср а=0,1 и( А В ,,'~!'-О,"-1;: 1 10 о))оА ;:;2".)з "1,'";!!:„-.-ЬИ.263) Амггпигтпио-частотиав характсркссика ШНЧ вгорого поркпка )а) и сто сыма )б) Раздел 4. Линейные элект оиные устройства В зависимости от числа полюсов в перелаточной характеристике ФВЧ делят нв однополюсные 1первого порядка) н двухпояюсные (второго порядка). Схевио ФВЧ первого порядка приведена на рис. 20,4 а. В этой схеме изменен только четырехполюсник А, в котором сопротивление г„заменено емкостью С„.
Передаточные:, проводимости пассивных четырехполюсников имеют значения Узы=-)гоС„; уломай, ь)азСь) Коэффициент передачи фильтра определяется по формуле (20.4) и равен Ко р +ам,р+из которое имеет два полюса Амплитудно-частотная характеристика такого фильтра определяется фор мулой Ком 1 КЛ = —,.==-„-==-;=-;==-.„= — -=-= —, (20.11):::::; )г ее 4 21оз 2)ее о и имеет вид, изображенный на рис. 20.5 а. При значении а<2 полюсы коэффициента передачи ФВЧ являются комплекс-;;,":: но сопряженными, а при гх>2 -- вещественными. Для получения максимально','::.:,. б) К„ Ко а) 0,7Ко 0,1 1 10 го)вй,'--'::!;; Рис.
зб.я Схема фильтра верхних частот первого гюрялка с олноконгурнай обрагной связно (е)ге:,::::,". и его амнлигулно-часгогная характеристика 1б) 210 К Уз) згоп згоК ~ К ( гоке 120.") уз!о Ьъ+/гоге го +Уоо' " го~'рог где К,=С„/Сь — коэффициент перелачи фильтра на бесконечно высокой частоте,; 1го '- ), щ,м1гьСь) ' -- частота среза фильтра. Амплитгудно-частотная характеристика ФВЧ первого порядка приведена ив;:: й' рис. 20.46. На частоте среза фильтра коэффициент передачи фильтра достигает '-:.' значения 0,707К,. Передаточная характеристика ФВЧ второго порядка определяется в общем:.' случае выражением Лекцид20. Активные ндьт и гладкой характеристики ФВЧ обычно выбирают сг=,,)2.
При этом наклон характерисгики составляет 40дБ на декаду. Практическая схема ФВЧ второго порядка приведена на рис. 20.з б. Она получена при использовании в качестве четырехполюсников А и В звеньев 7 и б, приведенных в табл. 20.1. В соответствии с характеристиками звеньев фильтра основные характеристики ФВЧ определяются выражениями; ° частота среза фильтра: е) =(гп.гтаС~ Саа) ° коэффициент передачи на высокой частоте: С1 Сг сд,1П1, аСа )' добротность.
~ Г та (ги + гт„)" ч, тт-ю Сь к~акта' " Полосовой фильтр с одиоконтурной обратной связью (ПФ) предназначен для выделения сигналов, частота которых лежит в пределах некоторой полосы о)и <го<о)ся. Прй этом он практически без ослабления пропускает сигналы, лежащие в этой полосе, и ослабляет сигналы, частоты которых лежат за пределами полосы пропускания. Полосовые фильтры бывают двухполюсные (второго порядка) и многополюсиые (высокого порядка). Передаточная характеристика ПФ второго порядка определяется выражением Капе,с р" + огас р 2 гс с " (20.12) 'которое имеет два комплексно сопряженных полюса о)„и о)ая.
и; 0,1 1 10 Ряс. ЗС.5. Ампддтудногчастотнаа характсрнстнка ГРВЧ второго порядка (а) н сто схема гь) 2!1 Раздел 4 Линейные элсктролаыс устройства Затухание фильтра и его добротность имеют значения мог — о~11 сг= — — —- ссс гсс -мд,' (20.13) К,(уш)- — дгс — —,л„г откуда получаем значение ее модуля ~к,1= —, (20.14) График амплнтудно-частотной характеристики ПФ ' ля двух значений добротности приведен на рис, 20.6 а. С повышением добротности полоса пропускания фильтра сужается, а максимальное усиление остается неизменным. Реализовать ПФ можно при использовании в качестве четырехполюсннков А и В звеньев 4 и б из табл.
20.1. Схема такого ПФ приведена на рис. 20.6 гл Всоответствии с данными табл. 20.1 можно получить следующие значения характеристик ПФ: ° максимальное усиление в полосе пропускания г'ю йт с~: иь 'хггь' частота максимального усиления (квазирезонансная частота) Оьмс(г1ьгл,СмС „) "'; 0,7Кс гг! Ю д-; 1 ава 0,1 10 В Рис, 20 б Амплитулио-ласлотиая харакгсрисгика лолосоасго фг1лыра 1аг и ого *лома (а) ГДЕ 0) с гс ОЗО ! Гост Максимальное усиление ПФ в полосе пропускания равно К, на частоте а=гол. Комплексная амплитудно-частотная харакгернстика ПФ в соответствии с (20.12) определяется выражением Раздел 4. Линейные элек онныс ст ойства Реализовать ЗФ с такой характеристикой можно при использовании в качестве четырехполюсников А и В звеньев 9 и 6 из табл.
20.1. Схема ЗФ с этими звеньями приведена на рис. 20.86. Для этой схемы можно получить уравнение вида (20.16), если положить, что ссм=аз„=азь=сс, т. е. выполнить условия ем+язв вт. Ям+йзь При этом получим, что пь+ ки ус Кс=;.. ьк ' спс=(р|ькзьС~ьСзь) т. е. характеристики К, и азс такие же, как у ФНЧ второго порядка.
Лекция 21. Активные преобразователи сопоотиалений Назначение и виды преобразователей сопротивлений. Активные преобразователи позволяют изменить значение или характер сопротивлений или проводимостей пассивных двухполюсных элементов: резистивных, индуктивных нли емкостпых. К таким преобразователям относят конверторы и инверторы сопротивлений ',Г и проводимостей. Схема активного преобразователя сопротивлений или проводи- зй мостей приведена на рис. 21.1 а. Колвертором сопротивления называют активный четырехполюсник, преобразующий некоторый двухполюсник с сопротивлением Ув в двухполюсник с сопротивлением У,„=+уУ„, где у — вещественная положительная величина, называемая коэффициентом конверсии.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
