Выбор операционного усилителя при идеальных RC -элементах.

На панели задач найти Design ->Active Filters. Выбрать ячейку Implementation-> Opamp Model to use->;

Вместо Generic выбираем произвольный операционный усилитель. После нажатия клавиши OK, двойным щелчком левой кнопки мыши по операционному усилителю вызываем его меню. Выбираем операционный усилитель с наилучшими частотными свойствами. Например, LH0024(GBW= 15MEG). Для того чтобы вывести АЧХ какого-либо фильтра, необходимо на панели задач выбрать Analysis->AC, задать удобный масштаб АЧХ->Run. Задать масштаб можно двумя способами.

 

На панели задач выбрать Analysis->AC. В окошке AC Analysis Limits задать масштаб по осям X иY(X Range и Y Range), например (X Range 12000,100000; Y Range 10,-10). Также масштаб можно задать другим способом. Для этого необходимо на панели задач выбрать Analysis->AC ->Run. Затем двойным щелчком левой кнопкой мыши вызвать контекстное меню->Scales and Formats.

X                                                     Y

Range Low  18000                          Range Low -10

Range High 100000                           Range High 10

 

АЧХ полосового фильтра с операционным усилителем LM10 приведена на рис.4.

 

 

Рис.4 АЧХ полосового фильтра с операционным усилителем LM10.

 

 

АЧХ полосового фильтра с операционным усилителем LT118 приведена на рис.5.

 

 

Рис.5 АЧХ полосового фильтра с операционным усилителем LT118.

 

 

АЧХ полосового фильтра с операционным усилителем OP_05 приведена на рис.6.

 

 

Рис.6 АЧХ полосового фильтра с операционным усилителем OP_05.

 

 

АЧХ полосового фильтра с операционным усилителем LH0031 приведена на рис.7.

 

 

 Рис.7 АЧХ полосового фильтра с операционным усилителем LH0031.

 

Наилучшим образом подходит операционный усилитель LH0031.

 

Выбор схемы Ф В Ч.

Micro-Cap предлагает 7 схем для моделирования: Acker-Mossberg, Sallen-Key, MFB, Tow-Thomas, Fleischer-Tow, KHN, Tow-Thomas2. На панели задач найти Design ->Active Filters. Выбрать ячейку Implementation-> Circuit. Затем левой кнопкой мыши выбрать нужную схему.

 

Выберем схему для полосового фильтра при операционных усилителях марки LH0024 и идеальных RC-элементах.

 

Возьмем схему KHN. АЧХ полосового фильтра со схемой KHN приведена на рис.10.

 

 

Рис. 10. АЧХ фильтра полосовых частот со схемой KHN.

 

АЧХ полосового фильтра со схемой MFB приведена на рис.11.

 

 

Рис.11.АЧХ полосового фильтра со схемой MFB.

 

АЧХ полосового фильтра со схемой Fleischer-Tow приведена на рис.12.

 

 

Рис.12.АЧХ полосового фильтра со схемой Fleischer-Tow.

 

АЧХ полосового фильтра со схемой Tow-Thomas 2 приведена на рис.13.

 

 

Рис.13.АЧХ полосового фильтра со схемой Tow-Thomas 2.

 

АЧХ полосового фильтра со схемой Sallen-Key приведена на рис.14.

 

 

Рис.14.АЧХ полосового фильтра со схемой Sallen-Key.

 

АЧХ ФВЧ со схемой KHN оказалась лучше.

 

Выбор типов RC -элементов.

Выбор RC-элементов следует проводить после того, как подобраны операционные усилители (в зависимости от количества операционных усилителей в схеме) и сама схема. Для выбора RC-элементов необходимо на панели задач найти Design ->Active Filters, выбрать ячейку Implementation->.

В окошке найти Resistor Values и Capacitor Values. Перед словом exact убрать галочки.

С помощью нажатия Browse выбрать типы резистора и конденсатора, например Meta l. Res и Polypro 1.cap. Необходимо также учитывать фактор шкалы, чтобы подобрать резисторы и конденсаторы, совпадающие со значениями ряда E192. Для этого необходимо на панели задач найти Design ->Active Filters, выбрать ячейку Implementation->. Затем выбрать Impedance Scale Factor. У меня получилось подобрать RC-элементы при Impedance Scale Factor = 0.01

АЧХ полосового фильтра с Impedance Scale Factor 0.01 приведена на рис.15.

 

 

Рис.15. АЧХ полосового фильтра с Impedance Scale Factor 0.003.

 

На рис 16 – 22 приведены электрические принципиальные схемы ФВЧ.

 

Рис.17. Схема активного RC- фильтра полосовых частот по схеме Fleischer-Tow.

 

 

Рис.18. Схема активного RC- фильтра полосовых частот по схеме KHN.

 

 

Рис.19. Схема активного RC- фильтра полосовых частот по схеме MFB.

 

 

Рис.20. Схема активного RC- фильтра полосовых частот по схеме Sallen-Key.

 

 

Рис.22. Схема активного RC- фильтра полосовых частот по схеме Tow-Thomas2.

 

Как видно из рис.15. реальная АЧХ активного полосового RC-фильтра почти совпала с идеальной. Реальная АЧХ активного полосового RC-фильтра полностью не может совпасть с идеальной в силу не идеальности элементов цепи.

 

Вывод.

В результате проведенной работы был спроектирован активный полосовой фильтр, АЧХ которого приведена на рис.15, а схема приведена на рис.18.

 

Список использованной литературы.

 

1. В.И.Капустян «Активные RC-фильтры высокого порядка» Москва «Радио и связь» 1985

К20 621.372

2. В.Д.Разевиг «Система схемотехнического моделирования «Micro Cap 6»» Москва «Горячая линия-Телеком» 2001                                                                     Р-17 681.3