Раздел: Документация
0 ... 45 46 47 48 49 50 51 ... 82 таких как гираторы и конверторы отрицательного сопротивления Однако чаще друшх для реализации активных фильтров применяют схемы, показанные на рис. 6-11. Первая из этих схем, показанная на рнс. 6-11, а, носит название структуры с многопетлевой обра.тной связью [43] или структуры Рауха [31], а вторая, показанная на рнс. 6-11,6 — это структура, основанная на источнике напряжения, управляемом напряжением [43], или структура Сал-лен — Ки [31]. Структура Рауха (рис 6-11, а) реализует звено второго порядка, имеющее следующую передаточную функцию С(Р)=—-—-—-. (6-23) R3°3 Передаточная функция структуры Саллен — Ки (рис. 6-11,6) имеет вид G(p)=-1 + Ri/Rs-. (6-24) 1 + (R1 + R2) С2р - R1ClPRJRa + RiRzCzP*  Рис 6-11. Варианты схем активных фильтров второго порядка Зная заданные коэффициенты передаточной функции (найденные, например, исходя из табл 6-1), можно рассчитать сопротивления резисторов и емкости конденсаторов, входящих в ту или иную структуру. В настоящее время разработаны достаточно простые методики, позволяющие довольно быстро рассчитать фильтр с заданными характеристиками [31, 43] Например, в [43] предлагается следующая методика расчета звеньев второго порядка Для звена рис. 6-11, о выбираем удобные значения С\=*С, Сг — = kC Затем, исходя из заданных величин Н (коэффициент передачи ФНЧ при со = 0), а и соо (параметры передаточной функции (6-21), находим R3, Ri и R2: 4(Я+1) н R2 = alC2R4k Для звена рис 6-11,6 выбираем удобное значение Ci = C2 = C Исходя из заданных И, а, со0, вычисляем RJRs, R2 и Ri (методика действительна при #5г2)- Яз Н 1 + 4 (Я — 2) Ri = - В [31] описана следующая методика расчета активных фильтров па основе структуры Рауха В качестве звеньев, составляющих фильтры четных порядков, используются звенья второго порядка (рис 6-11, а), а для фильтров нечетных (третьего и выше) порядков — одно звено третьего порядка (рис. 6 12) и требуемое число звеньев второго порядка Таким образом, фильтр третьего порядка состоит из одного звена вида рис 6-12, фильтр четвертого порядка— из двух последовательных звеньев вида рис 6-11, а, фильтр пятого порядка — из одного звена рис 6-12 и одного звена рис. 6 11, а и т д. Вг всех звеньях фильтров рекомендуется принимать одинаковые сопротивления резисторов R\ = R2= =R Емкости входящих в фильтр конденсаторов определяются с помощью приведенных в табл 6-2 коэффициентов C\ = k\C, C2 = k2C, С3 = й3С (конденсаторы про-н} мерованы в соответствии с рис 6-11,а и 6-12), где С=1/(сос#), (Ос — номинальная частота среза фильтра. <>При выборе той или иной реа- вых лизации типовых звеньев фильтров Т могут учитываться различные свойства зтих звеньев, в частности такие, Рис 6-12 Вариант схемы активного как число элементов, диапазон пара-фильтра третьего порядкаметров элементов, простота регулировки и т д Одним из самых важных свойств фильтра является чувствительность его параметров к изменениям сопротивлений и емкостей входящих в него элементов [43] Достаточно подробно свойства различных активных фильтров, и в том числе их чувствительность, рассмотрены в [51]  Таблица 6-2
6-4. Конверторы сопротивления Конверторы сопротивления представляют собой активные цепи, позв ляющие получить определенную зависимость между входным сопротивление цепи и сопротивлением нагрузки Понятия «входное сопротивление» (2ВХ и «сопротивление нагрузки» (Za) в данном случае несколько условны, и mi будем их применять для того, чтобы различать между собой сопротивление а гумент (2Н) и сопротивление-функцию (Zsm), так что ZB = (f(Zn) Конверте] ы сопротивления могут применяться в различных операционны преобразователях, в активных фильтрах, в автогенераторах гармонически и релаксационных колебаний Конвертор положительного сопротивления (КПС) позволяет получать зависимость вида ZBx — kZH, где k — положительный безразмерный коэффи-  Рис 6-13 Конвертор положительного сопротивления (а) и его граф (б) циент Пример схемы КПС приведен на рис 6-13, а [31] В соответствии с гра фом рис 6 13, б находим 7 е+ 1 ■ dfij 1 /вх G2G4FH + G3FHGl21 + (1 + Яг1 Rt) RJR, где Yh=1/Zh В частности, если на место сопротивления 2Н в рассматриваемом КПС включен конденсатор емкостью Сн, то входное сопротивление КПС будет иметь также емкостный характер, причем Свх = [1 + (1 + R2lR\)RilRi}Cn Таким образом, устанавливая различные отношения R2IR1 и R4/R3, мы можем изме нять эквивалентную емкость Свх, не изменяя реальной емкости Сн входящего в устройство конденсатора. Конвертор отрицательного сопротивления (КОС) отличается от КПС только тем, что безразмерный коэффициент к, связывающий Zbx и Z н, имеет отрицательный знак Рис 6-14, а показывает, каким образом может быть по строен КОС Для устройства рис 6-14, а на основе графа рис 6-14, б получаем 7 е+ Gj ffi 7 вхG2KH — Уи01гЯг С помощью КОС можно получать отрицательные емкости, индуктивности, сопротивления Отрицательное входное сопротивление КОС, в частности, может быть использовано для компенсации потерь в колебательном контуре Гиратор, или инвертор положительного сопротивления [31], представляет собой цепь, обеспечивающую преобразование ZBx = k/ZH, где k — постоянный размерный коэффициент Один из вариантов схемы гиратора, содержащего два ОУ, приведен на рис 6-15, а [49] Граф 6-15, б позволяет найти связь между 2ВХ и 2Н: Ua l-G2rH RiRiRt zbx /вх -VhG1Gm + G1G3(G4+Kh)+G,KiiG1 #2Zh 0 ... 45 46 47 48 49 50 51 ... 82
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
