Программа схемотехнич моделир Micro-Cap 8 М.А.Амелина 2007-600RM (967609), страница 66
Текст из файла (страница 66)
° Вапг(раза (Полосовой фильтр). ° )чо!сЬ (Заграждающий фильтр). ° Ое)ау (Фильтр задержки). Ги')тл инте "! *щ.у че лоллвч <лклнгг ееев ! и".::!лтлгггнек,Ст агти йил иь7 ии Рис. 9.1. Диалоговое окно синтеза активных фильтров и его закладка Оев!оп гкезропзе. В этой секции вы можете выбрать математическую аппроксимацию идеального фильтра. ° Вц(гелкгог(Ь (Батерворта). ° СЬеЬузпеч (Чебышева).
и Веззе!(Бесселя). ° Ей)р!)с (Эллиптического, или фильтра Кауэра). ° )пчегзе-СЬеЬузпеч (Инверсного Чебышева). Различные аппроксимации требуют схемы разной сложности для своей реализации. Так, при прочих равных условиях фильтры Батерворта требуют большего количества звеньев для достижения параметров фильтрации, но имеют приемлемую частотную характеристику для времени задержки. Фильтры на основе аппроксимации прямым и инверсным полиномами Чебышева ЗОО Програлчл~а сие иоеоелни ческого лчодел ириса нин МГсгоСар-8 требуют меньшего количества каскадов, но имеют более резко выраженную зависимость времени задержки.
Эллиптические аппроксимации требуют для реализации минимального количества звеньев, но имеют максимальный диапазон изменения времени задержки. ФНЧ Бесселя — это фильтры с максимально плоской кривой зависимости времени задержки, и поэтому они подходят для построения фазовых фильтров. Справа от типа аппроксимации показывается порядок для ФНЧ и ФВЧ или число звеньев для полосно-пропускающих и полосно-заграждающих фильтров.
Зрес(бсабопв. В этом разделе вводятся численные значения параметров для реализуемого фильтра. Есть два способа задания фильтра: Моде 1 и Мове 2. В режиме Мосе 1 указываются полные характеристики АЧХ-фильтра. Программа вычисляет количество звеньев фильтра, требуемых для их достижения при использовании конкретной аппроксимации. Режим Мосе 2, наоборот, позволяет вам непосредственно задать лишь основные параметры и порядок фильтра. Более подробно задаваемые характеристики рассмотрены ниже при описании синтеза конкретного типа фильтра.
Ро!ев впд хегов. Эта секция закладки Вевгдп показывает численные значения полюсов, нулей (соответственно корней знаменателя и числителя полиномиальной характеристики) и добротности Оз. Она, в сущности, представляет математическое описание фильтра. Если вносятся изменения в поля типа (Туре), характеристики (йезропзе) и параметров (Зрес)бсабюпз), то программа заново вычисляет полиномиальные коэффициенты и обновляет численные значения этой секции. Если нажать кнопки Воде, Згер или !три(ве, в открывшемся окне будут нарисованы амплитудно-частотная, переходная или импульсная характеристики идеализированного фильтра соответственно.
Кроме того, при нажатии кнопки Воде возможен вывод коэффициента передачи, фазы и групповой задержки или одной из этих функций в зависимости от установок в закладке Ор(юпз. График является идеализированной характеристикой, поскольку он вычисляется по стандартной полиномиальной формуле для выбранного фильтра, причем величины РО, ОО и Р(ч доступны для редактирования. Этот график может быть в точности реализован только при наличии совершенных компонентов (идеальных операционных усилителей и пассивных компонентов с абсолютно точными номиналами).
Реальный фильтр, изготовленный из реальных электронных компонентов, может вести себя по-другому. Когда схема синтезирована, можно запустить анализ и посмотреть, насколько хорошо она соответствует заданным характеристикам. Реальная схема может быть выполнена на любом операционном усилителе из библиотеки М!сгоСар — от идеального ОУ до любой из наиболее широко распространенных микросхем.
Резисторы и конденсаторы могут иметь как точные расчетные значения, так и приближенные к расчетным, выбранные из стандартного ряда. Реальные операционные усилители и компоненты, величина которых берется из стандартного ряда, могут сильно изменять ход частотной характеристики, вплоть до изменения типа полинома. Можно редактировать величины (РО, ОО, Р)Ч), чтобы исследовать их влияние на ход графика. Возможно даже создание фильтра с модифицированными коэффициентами. Хотя при этом не удастся повторить на реальных компонентах синтезированный идеальный фильтр, характеристика синтезиро- ЗО1 9. Ссснтоз аннгнвнн» н нноононы» 4/гилпнсров /тр/епзел/а//оп Эта закладка позволяет выбрать: ° схему для реализации звеньев фильтра; ° использовать ли точные значения пассивных компонентов или воспользоваться номиналами из стандартных рядов; ° тип операционного усилителя; ° способ построения звеньев фильтра нечетного порядка.
Закладка имеет несколько секций (рис. 9.2). Яра 544 Со с . ривп ооиоарнооп ) орвсй) й ФФЩ Г=т;~ ' ,в/ Ф 1 Й "ъ|И~ вз,1%,ЕВ ' УР 15 ~ оз 1 1Оп оз 1ООР а*ое г завес кау Гг=. 1140'о 1 Всгн'о РО1ОС = -О В2ЗВВ,.О 24 Ро1еа = -О ВОЗВО, -О Зс Онеса~,) Внь Дс зор „Р~, споисв,)~ . наст Д ВР = Иоа11ОР расс соаропса Раааа ороп саоссе осопесвре апа сеаропсе реме о<вугг Рыооов 1 С'-' С "" Рис. 9.2. Закладка 1тр1етеп!а!1оп диалогового окна синтеза активных фильтров Позиция В!аде Ча1цев (параметры звена фильтра).
Эта позиция позволяет указать для каждого звена тип схемной реализации и коэффициент передачи. Она также позволяет редактировать частоты полюсов и нулей, значение добротности звеньев. Можно менять значения полюсов/добротности (РО/00) между различными звеньями фильтра с помощью клика правой клавишей мыши в поле ЕО или 00. Выпадающее меню в колонке С/гсгз//з позволяет выбрать другой тип звена для обмена установками РО/00. Это может понадобиться, если необходимо оптимизировать размах сигнала и чувстви- ванной программой схемы приблизится к изображенному идеализированному графику. Заметим, что любое редактирование в областях типа (Туре), аппроксимации (гвевропве), параметров АЧХ (Ярес1/1са!юпв) заставит программу заново вычислить величины полюсов и нулей в соответствующей секции, уничтожив результаты предшествующего редактирования.
зог П ог амма ехелеотехнинееного модело оаанин МГЕгОСар-8 Р Р Р тельность к шумам. Некоторые схемные реализации позволяют воздействовать на размах сигнала (увеличивать его) и уменьшать чувствительность к шумам. В этом случае нули передаточной функции должны быть фиксированными и не должны меняться местами между звеньями. Для изменения реализации звена фильтра можно кликнуть левой клавишей мыши в колонке С(гсий в строке, где необходимо изменить реализацию звена. Появится список доступных схемных реализаций для выбранного типа фильтра и передаточной характеристики. Этот список будет состоять максимум из восьми строк, их может быть и меньше, поскольку не все схемы могут реализовывать требуемую передаточную функцию. После создания схемы фильтра звенья нумеруются слева направо, начиная с первого. Вход фильтра всегда расположен у крайнего слева звена, выход — у крайнего справа звена.
Загпв С)гсц!1тог Еас)з З1аце. Эта опция позволяет использовать для реализации фильтра только одинаковые схемные звенья. Если она не установлена, то разрешается указывать различные цепи для реализации отдельных звеньев. )гпре!(апсе Зса(е Еас1ог. Эта опция позволяет задавать масштабный коэффициент, применяемый к номиналам всех пассивных компонентов схемы. На этот коэффициент умножаются сопротивления всех резисторов и делятся емкости всех конденсаторов. От него не зависит вид передаточной характеристики, однако он позволяет подогнать номиналы пассивных компонентов ближе к реально используемым величинам. Орагпр Мог!в! 1о 0вв.
Позволяет задать модель операционного усилителя для реализации фильтра. По умолчанию используемая модель — 3!ОЕА!.. Это модель источника тока, управляемого напряжением (ИТУН) с малым выходным сопротивлением. Она имеет очень большой коэффициент передачи, неограниченную полосу пропускания, в ней отсутствуют токи утечки и ограничение выходного сигнала. Главная цель использования этой модели — посмотреть, как фильтр будет себя вести, имея в своем составе идеальные компоненты.
Можно выбрать любую другую модель из открывающегося списка. Он содержит сотни моделей популярных операционных усилителей. Предлагаемые поставщиками интегральных схем ЗР!СЕ-подсхемы моделей не включены в этот список. йев!в1ог Ча!цев. Эта опция определяет, как выбираются величины сопротивлений резисторов. Во время реализации фильтра, когда синтезируется его схема, программа рассчитывает точные значения сопротивлений, требуемые для соответствия фильтра заданным параметрам. Естественно, резисторы с величинами, имеющими 16 значащих цифр, не используются на практике, поэтому следует выбрать одно из двух: ° создавать схему с резисторами, сопротивления которых в точности совпадают с рассчитанными; ° создавать схему, применяя наиболее подходящие значения из стандартного ряда величин.
Выбор между этими двумя вариантами заключается в том, что можно использовать большинство компонентов из стандартного ряда и точно подго- 9. Гинтех акна4вных и насе44вных 4)44ыьтрав 1 сг СОООЗ ь0001 Оь42 С5 Н0001 Н0002 С4 11 Ои4 св нт ( нв Н0003 0 545 Рис. 9.3. Последние звенья для реализации НЧ- и ВЧ-фильтров нечетного порядка 6а(л Ас))цв( 81аде. Опция позволяет выбрать звено для реализации регулировки коэффициента передачи.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
