БИЛЕТ №4. 1) Активные фильтры реализуются на основе усилителей (обычно ОУ)и пассивных RC- фильтров

1) Активные фильтры реализуются на основе усилителей (обычно ОУ)и пассивных RC- фильтров. Среди преимуществ активных фильтров посравнению с пассивными следует выделить:

отсутствие катушек индуктивности;

лучшая избирательность;

компенсация затухания полезных сигналов или даже их усиление;

пригодность к реализации в виде ИМС.

Активные фильтры имеют и недостатки:

потребление энергии от источника питания;

ограниченный динамический диапазон;

дополнительные нелинейные искажения сигнала.

В общем случае можно считать, что ОУ в активном фильтрекорректирует АЧХ пассивного фильтра за счет обеспечения разныхусловий для прохождения различных частот спектра сигнала,компенсирует потери на заданных частотах, что приводит к получению крутых спадов выходного напряжения на склонах АЧХ. Для этих целейиспользуются разнообразные частотно-избирательные ОС в ОУ. Вактивных фильтрах обеспечивается получение АЧХ всех разновидностей фильтров: нижних частот (ФНЧ), верхних частот (ФВЧ) и полосовых (ПФ).Первым этапом синтеза всякого фильтра является заданиепередаточной функции (в операторной или комплексной форме),которая отвечает условиям практической реализуемости иодновременно обеспечивает получение необходимой АЧХ или ФЧХ (ноне обеих) фильтра. Этот этап называют аппроксимацией характеристикфильтра.Операторная функция представляет собой отношение полиномов:

K(p)=A(p)/B(p),и однозначно определяется нулями и полюсами. Простейший полином числителя - константа. Число полюсов функции (а в активных фильтрахна ОУ число полюсов обычно равно числу конденсаторов в цепях,формирующих АЧХ) определяет порядок фильтра. Порядок фильтрауказывает на скорость спада его АЧХ, которая для первого порядкасоставляет 20дБ/дек

Задачу аппроксимации решают для ФНЧ, затем с помощью метода инверсии частоты полученную зависимость используют для других типов фильтров. В большинстве случаев задают АЧХ, принимая нормированный коэффициент передачи:

где f(x) — функция фильтрации; x = ω / ω_c — нормированная частота; ω_c — частота среза фильтра; ε — допустимое отклонение в полосе пропускания.

Простейшие (первого порядка) ФВЧ, ФНЧ, ПФ и их ЛАЧХ приведены на рисунке 7.16.

В этих фильтрах конденсатор, определяющий частотную характеристику, включен в цепь ООС.

Для ФВЧ (рисунок 7.16а) коэффициент передачи равен:

где τ₁= C ₁ R ₁.

Частоту сопряжения асимптот ω₁ находят из условия ω₁τ₁=1, откуда

f ₁ = 1/2πτ₁.

Для ФНЧ (рисунок 7.16б) имеем:

f ₂ = 1/2πτ₂.

где τ₂= C ₂ R ₂.

В ПФ (рисунок 7.16в) присутствуют элементы ФВЧ и ФНЧ.

Рисунок 7.16. Простейшие активные фильтры

Интегра́тор, блок интегрирования — устройство, выходной сигнал которого пропорционален интегралу от входного сигнала.

Дата добавления: 2015-05-06