Aktív rc szűrők - stadopedia
A FIELD TRANSISTOROK GYAKORLATI ALKALMAZÁSA
A gyakorlatban gyakran szükség van az elektromos szűrők által végrehajtott jelek különböző frekvenciatípusainak kiválasztására.
A passzív szűrők használata alacsony és infravörös frekvenciák esetén nagyon gyakran lehetetlen, mert elfogadhatatlan méretük és súlyuk, alacsony szelektivitásuk és mágneses tereknek való kitettségük miatt.
Az aktív RC szűrők mentesek az infravörös frekvenciák területén működő passzív szűrők felsorolt hátrányaitól.
Az aktív RC szűrők erősítésének fő nehézsége az átviteli együtthatók magas stabilitása és a bemeneti impedanciák nagy értékeinek biztosítása [4]. Az erősítők nagy bemeneti impedanciáinak (a kondenzátorok kapacitásának csökkentése) problémáját egyszerűen megoldják térhatású tranzisztorok segítségével. Az aktív szűrőkhöz kifejlesztett K2SS841 és K2SS842 típusú mikroáramkörök egyszerűsítik a számítást, megkapják a jó elektromos jellemzőket, csökkentik a méretüket és javítják a szűrők megbízhatóságát [12, 13].
Az aktív szűrők elmélete és kiszámítása jól leírható a [3-5] -ben. Ezért csak gyakorlati szűrőket és módszereket kell figyelembe venni ezek korrekciójára.
Erősítők az aktív szűrőkhöz. Az 1. ábrán. 1, a a kétpólusú kétpólusú erősítő és a bipoláris tranzisztorok diagramja, amely széles körben alkalmazható aktív szűrőkben. Az erősítő átviteli tényezőjének (TAC) változásának hõmérsékleti együtthatója csökken a negatív visszacsatolás, valamint a kivágó feszültség (a megfelelõ típusú tranzisztor) kiválasztása következtében.
Ábra. 1. Az UPT rendszerei az aktív RC szűrők számára.
a egy egyszerű kétlépcsős UPT; b - kiváló minőségű UPT.
Az R3 ellenállás bevezetése a bipoláris T2 tranzisztor bázisáramkörébe megegyezik azzal, hogy növeljük a jelforrás belső ellenállását a második szakaszban. A [4] ábrán látható, hogy R3≥Rin2 esetén a második szakasz TAC-je, a kaszkád pozitívvá válik, ami részben kompenzálja az erősítő negatív (U >> 0,6 V) átviteli tényezőjét.
Ábra. 2. A LPF vázlatos diagramja.
Tekintsük a bonyolultabb erősítő áramkör, amely arra szolgál, továbbá az építési aktív RC-szűrő (ábra. 1, b) [1]. A térvezérlésű tranzisztor a T1 és bipoláris p-n-p - T2 tranzisztor be van kapcsolva egy cascode áramkört. Az előfeszültség a cascode pár által meghatározott Zener dióda D2 a stabilizációs feszültség 6,8 V. A FET forrás jel fázisban van a bemeneti jel révén szállított emitterkövető T3 tranzisztor. FET előfeszítő áram beállítása útján változtatható ellenállást a kollektor kör T2 tranzisztor. Amikor beállító potenciométerrel R1 kívánta hibajel-erősítő egyenáramú nulla.
Gyakorlati szűrőrendszer. Az 1. ábrán. A 2. ábra az LPF vázlatos diagramja. A Chebyshev-approximáció egy adott számú elem számára lehetővé teszi a legnagyobb szelektivitás elérését. A szűrő paraméterei a következők:
Cutoff frekvencia, Hz
A szűrőt a [4] -ben javasolt módszerrel számoltuk.
A szűrő összekötőinek közvetlen kapcsolata van, amely biztosítja a jel állandó komponensének áthaladását. Az átviteli tényezők előírt értékeit az R5, R10, R16, R21 ellenállások kiválasztásával állítjuk be. Az LPF paraméterek stabilitását a FET-ek (tranzisztoros típus) lekapcsolási feszültségének megfelelő kiválasztásával, valamint az R15, R22 ellenállásoknak a tranzisztorok bázisába való beépítésével érik el. Kiegyenlítő intézkedésüket a [4]-ben vizsgálják.
Az aktív RC szűrő beállítása. Aktív szűrők által megvalósított lépcsőzetes szavazóhelyiségek egységek azonban az amplitúdó-frekvencia válasz a szűrő a termék a frekvenciamenet egységek, a frekvenciamenet alakja és elrendezése a frekvencia tengely által meghatározott csillapítási együttható és egy privát link frekvenciát. Ebből következik, hogy állítsa be a szűrő szükséges, hogy pontosan beállítani a számított értékek a természetes frekvencia és csillapítás együtthatók linkeket.
A szűrő beállításának módját az 1. ábrán látható LPF mutatja. 2.
Kezdetben meghatározott természetes frekvenciája az első kapcsolat 32,24 Hz (táblázat. 5), amely a szakaszban van kialakítva a tranzisztorok T1 és T2, vezetünk be a generáló üzemmódba javítása átviteli együtthatója az erősítő növelésével ellenállása R5 ellenállás (idején annak szűrőbeállítások is helyettesíthető potenciométerrel ).
Meg kell jegyezni, hogy az oszcillációk amplitúdóját a frekvencia pontosabb méréséhez a lehető legkisebbre kell beállítani. Miután megmértük a kapott oszcillációk frekvenciáját, és összehasonlítottuk a számított értékkel, meg kell változtatni az R1 és R2 ellenállások (vagy a C1 és C2 kondenzátor kapacitásait) ellenállását a kapcsolat kívánt természetes frekvenciájának meghatározásához.
Ezután, miután hasonló módon létrehozta a fennmaradó kapcsolatok sajátfrekvenciáit, meg kell állítani a sebességfokozatok előírt értékeit. Ehhez a kaszkád bemenetére mutató linknek a frekvenciájához tartozó feszültséggel való ellátásával az átviteli együttható számított értékét az R5 ellenállás ellenállásának megváltoztatásával állítjuk be. Az egyes kapcsolatok előzetes beállítása után meghatároztuk a teljes szűrő frekvenciaválaszát, és az erősítők átviteli tényezőinek értékeit (az R5, R10, R16, R21 ellenállások alkalmazásával) beállítjuk, hogy megkapjuk a szükséges egyenlőtlenséget a sávban.
LPF és HPF áramkörök összeállításánál javasoljuk, hogy az erősítők átviteli tényezőinek növelésével növeljük a kapcsolatokat, miközben biztosítjuk a legnagyobb dinamikus tartományt.
K2SS841 és K2SS842 alapú szűrők megvalósítása. Egy további lépés a választórendszerek mikrominaturációjához a K2SS841, K2SS842 chipek használata, amelyeket kifejezetten az aktív RC szűrők megépítésére terveztek [12, 13].
Ezeknek a chipeknek a használata a szűrőkörökben lehetővé teszi a számítás, a gyártás és a hangolás egyszerűsítését, csökkenti a méretét és növeli a megbízhatóságot.
A K2CC842 mikroáramkör, amelynek kapcsolási rajza az 1. ábrán látható. A 3. ábra három aktív, kiváló minőségű elemet tartalmaz, amelyek bemeneti fázisaiban térhatású tranzisztorokat alkalmaznak, és egy emitteres követő egy bipoláris tranzisztoron.
Ábra. 3. Mikroáramkör K2CC842.
A bemeneti impedancia értéke mindhárom erősítő számára több ezer megaohm. A maximális amplitúdója a kimenetén az egyes erősítők, ahol nem több, mint 2% harmonikus arány érték nem kevesebb, mint 2,5-3 V. A szint a belső zaj az egyes erősítő nem több, mint 10 mV közötti frekvenciatartományban 1 Hz - 40 kHz. A kimeneti ellenállás legfeljebb 75 ohm [5].
Az átviteli együttható instabilitásának átlagos értéke, ha az erősítők bekapcsolása a forráskövető áramkörnek megfelelően történik (0,98<К<1) и изменении температуры от -45 до +55°С составляет 0,3%.
Alapján a chip lehet tervezni K2SS842 aluláteresztő és felüláteresztő meredekséggel 60 dB oktávonkénti környezeti hőmérséklet-változás -20 és + 55 ° C-on, és meredeksége csillapítás legfeljebb 40 dB oktávonként stabilan üzemel, amikor a hőmérséklet-változás -45 akár 55 ° C-ig [5].
Az egyes erősítők bemeneti ellenállásának nagy értékei lehetővé teszik az alacsony és az alacsonyabb frekvenciájú szűrők kialakítását.
Ábra. 4. Az aluláteresztő szűrő a K2SS842 chipen.
Az 1. ábrán. 4. ábra egy vázlatos rajz egy Csebisev szűrő, ahol egy chipet K2SS842 használják aktív elemet. Az [5] szerint ez a szűrő a következő műszaki jellemzőkkel rendelkezik:
Cutoff frekvencia, Hz