Звуковые генераторы, фильтры и другие аналоговые устройства (кроме радиотехники и УНЧ)
Ответить

Re: Расчёт полосового фильтра на ОУ

Чт июл 16, 2015 23:59:08

Всем здравствуйте!
Собираюсь расчитать полосовой на ОУ, по упомянутой выше схеме.
Собственно не понял исходя из чего выбираются конденсаторы? Просто от балды с потолка берём номиналы?

Re: Расчёт полосового фильтра на ОУ

Пн июл 20, 2015 20:44:59

Для своих расчетов полосовых фильтров я использую формулы из книжки МРБ.
Изображение
Конденсаторы лучше ставить равной емкости, тогда расчет упрощается.
В данной схеме fр = 4кГц, Q = 2.5
У меня принцип расчета такой: я задаю Q, R1, R3 и получаю R2, потом задаю fр и получаю C. Все расчеты в excel. Мне удобно.

Re: Расчёт полосового фильтра на ОУ

Вт янв 26, 2016 03:33:40

Добрый день! Коллеги, столкнулся с такой проблемой вышел из строя Полосовой низкочастотный электромеханический фильтр ФЭМ3-042-003
номинальная частота 1105 Гц ширина полосы пропускания 12-16 Гц по уровню 0.5.
Рассчитал узкополосный активный ПФ по этой схемки
http://img.radiokot.ru/files/97430/medium/c72k1k70u.gif
при проверки на осциллографе выяснилось что он пропускает все, то есть не работает вообще.
какие соображения? подскажите как реализовать ПФ

Re: Расчёт полосового фильтра на ОУ

Вт янв 26, 2016 07:55:55

Он у вас чисто гипотетический, без номиналов?

Re: Расчёт полосового фильтра на ОУ

Вт янв 26, 2016 09:24:06

Gisteresis писал(а):Он у вас чисто гипотетический, без номиналов?

есть паспорт прибора, схема и номиналы нависухи а также из инета информация о самом фильтре на входе и выходе фильтра сопротивление 47 кОм, макс.входное U 3.5 В.
Питание всей схемы от +-9В
Судя по всем программам для расчета АФ требуется только центральная частота 1105Гц
полоса пропускания 17Гц по уровню 0.5dB.
Отсюда можно высчитать добротность фильтра и далее.
Или я заблуждаюсь? Поправьте что не так.

Re: Расчёт полосового фильтра на ОУ

Ср сен 14, 2016 20:31:55

Приветствую честную компанию!

Очень нужен активный полосовой фильтр на ОУ с однополярным питанием. Я попробовал переделать стандартную схему с двойным Т-мостом в цепи ООС под однополярное питание (мои добавления указаны красным цветом на картинке). Но я не уверен, что все сделал правильно. Подскажите, кто в теме.

Спасибо!
Вложения
Proekt.PNG
(24.3 KiB) Скачиваний: 1253

Re: Расчёт полосового фильтра на ОУ

Ср сен 14, 2016 21:08:07

Гендальф писал(а):под однополярное питание
А в чем проблема то?
Вот здесь сделали виртуальную среднюю точку и сделали полосовой фильтр на ОУ с однополярным питанием.
http://radiokot.ru/start/analog/practice/18/
Точнее там даже два полосовых фильтра.

Re: Расчёт полосового фильтра на ОУ

Чт сен 15, 2016 00:40:20

Котёнок. писал(а):А в чем проблема то?
Вот здесь сделали виртуальную среднюю точку и сделали полосовой фильтр на ОУ с однополярным питанием.
http://radiokot.ru/start/analog/practice/18/
Точнее там даже два полосовых фильтра.

Главная проблема в том, что у меня знаний меньше, чем у этого парня, который так лихо постороил фильтр с однополярным питанием.
Кроме того, читал, что в схеме полосового фильтра, показанного по этой ссылке, нежелательно задавать большие добротность и усиление, и его сложно настраивать. А у меня желательно получить очень узкую полосу пропускания и большое усиление. Вот в этой книге - Шустов М. А. Схемотехника. 500 устройств на аналоговых микросхемах. 2013г. - сравнивают фильтр по такой схеме с фильтром с двойным Т-мостом в цепи ООС.
Поэтому я, как-то, больше соблазнился фильтром с Т-мостом.

Посмотрите, пожалуйста, схему фильтра во вложенной картинке - я дополнил стандартную схему фильтра (красным цветом) разделительным конденсатором, и на неинвертируемом входе создал виртуальную среднюю точку, поставив делитель напряжения. Как вы считаете, все ли я сделал правильно? Будет ли такая схема адекватно работать? Нужно ли сюда еще что-то добавить?
Вложения
999.PNG
(40.06 KiB) Скачиваний: 979

Re: Расчёт полосового фильтра на ОУ

Чт сен 15, 2016 02:41:39

Кстати, вот здесь - http://www.joyta.ru/7299-polosovoj-filtr-na-ou-raschet-polosovogo-filtra/ сказано: "В схеме с одним операционным усилителем, желательно, чтобы коэффициент передачи не превышал 5 и добротность была не более 10.".
А вот здесь - http://cxem.net/beginner/beginner130.php утверждается, что по точно такой же схеме построен фильтр с добротностью Q = 40 и коэффициентом усиления K = 220.

Можете сказать, почему желательны такие малые добротность и коэффициент усиления? И будет ли такой фильтр устойчиво работать при таком значительном превышении желательных значений Q и K?

Re: Расчёт полосового фильтра на ОУ

Сб сен 17, 2016 12:24:33

Параметры К, df.Q жестко связаны! Для любого фильтра! Меняя один параметр должны изменять и другие. Надо выбирать более сложные схемы, которые допускают независимость этих параметров. К примеру биквадратные. На простых Q<20 в лучшем случае, и наклон АЧХ 20 дБ на декаду или 6 дБ на октаву.

Re: Расчёт полосового фильтра на ОУ

Вт сен 20, 2016 11:39:09

Спасибо большое! Я тут решил сваять схему с двойным Т-мостом в цепи ООС и поиграть с ним на макетной плате. Посмотрим, что получится!

Re: Расчёт полосового фильтра на ОУ

Вс сен 25, 2016 15:13:22

Приветствую честную компанию!

Я тут нашел более продвинутую схему полосового фильтра на двух ОУ - можно задавать достаточно высокие добротность и коэффициент передачи, и очень легок в настройке. Поскольку у меня ОУ по 2 штуки в 1 корпусе, то недостаток в применении 2 ОУ несущественен.

Другой недостаток в том, что я вообще не знаю, как в этой схеме задать смещение нуля для однополярного питания. Решил питать двуполярно. Если кто подскажет, как эту схему преобразовать для однополярного питания, буду крайне благодарен!!!

Прикинул схему всего устройства и предоставляю на суд знатоков - все, кто в теме, посмотрите, пожалуйста, схему, и если увидите ошибку, ткните меня носом прям туда!

Итак, устройство должно принимать сигнал с линейного выхода ИСТОЧНИКА (бытовй магнитофон или CD-проигрыватель); усилить примерно в 39 раз полосу шириной 50-100Гц со средней частотой 1000Гц (остальное подавить); детектировать и преобразовать в прямоугольные импульсы положительные полуволны синусоиды с выхода фильтра. Причем, детектирование и преобразование в прямоугольные импульсы должно происходить, когда уровень сигнала на линейном выходе источника превышает определенное заданное значение. Если сигнал ИСТОЧНИКА ниже этого заданного значения, то он игнорируется компаратором DA2 (это для того, чтобы устройство не реагировало на шумы ИСТОЧНИКА).
Диоды VD6-VD7 выделяют положительную полуволну синусоиды с выхода фильтра.
Компаратор DA2 имеет встроенный источник опорного напряжения 1,182В ±2%. Поэтому уровень сигнала ИСТОЧНИКА, на который начинает реагировать компаратор, задается коэффициентом передачи фильтра на резонансной частоте (резистором R6.1).
Резисторами R11-R12 задается гистерезис на компараторе - ширина гистерезиса 91мВ.

VD1-R3 защищают вход устройства. Необязательно их ставить, но на душе будет спокойнее.

R5, VD2-VD5 ограничивают пределы изменения сигнала на входе фильтра (возможно, будет достаточно поставить по одному диоду в обе стороны).

Фильтр рассчитывал по книге "Пейтон А.Дж, Волш В. Аналоговая электроника на операционных усилителях, 1994г., Стр. 128" и по статье "Активные RC-фильтры: схемы и расчет" в журнале "Радио" - №1, 1994г., Стр. 40.

Господа знатоки, если будет время прочитать мой опус, скажите пожалуйста:

1). Есть ли ошибки в схеме устройства? Или, может, значения каких-то резисторов взять другие?
2). Будет ли достаточно 91мВ ширины гистерезиса компаратора? Есть ли необходимость сделать его больше? Если есть, то какая ширина оптимальна?
3). Возможно ли в этой схеме фильтра каким-то образом задать виртуальную среднюю точку для применения однополярного питания ОУ (сам операционник позволяет однополярное питание)? Можно ли задать виртуальную среднюю точку так, как я показал на рисунке "delitel.png" красным цветом (R* - делительи напряжения, C* нужен для того, чтобы делитель не замыкался на общий провод через диоды VD2-VD3?). По идее, если у полосового фильтра коэффициент передачи по постоянному току равен 1, то можно, я думаю. Но это я полагаю чисто интуитивно. К тому же, я не знаю, какой коэффициент передачи по постоянному току у этого фильтра. Развейте мои сомнения, пожалуйста!

Спасибо огромное!
Вложения
pfdet.png
(180.99 KiB) Скачиваний: 1151
delitel.png
(41.05 KiB) Скачиваний: 736

Re: Расчёт полосового фильтра на ОУ

Вс сен 25, 2016 16:17:17

Хотел бы извиниться перед всеми за такую навязчивость и такие огромные посты, честное слово, я сначала перелопатил кучу литературы. Но, к сожалению, даже у очень уважаемых авторов к книгах встречаются явные ошибки, а для неспециалиста (каковым я являюсь) это хуже всего - начинают обуревать сомнения. Вот, к примеру в книгах "Пейтон А.Дж, Волш В. Аналоговая электроника на операционных усилителях, 1994г., Стр. 128" и "Мошиц Г. Хорн П. Проектирование активных фильтров, 1984г., Стр. 71" (смотрите вложенную картинку) приведена формула расчета резонансной частоты этого полосового фильтра по резисторам и конденсаторам. Формулы отличаются - одна из них неверна. Перелопатив кое какую литературу, я выяснил, что у Пейтон и Волш формула приведена с ошибкой.

По поводу возможности однополярного питания фильтра:
Вот здесь - http://www.km.ru/referats/C4BA947A6E754A9B80458B2E4B0780A9 - приводится работа, где такая схема полосового фильтра была просчитана для резонансной частоты 960 Гц с помощью САПР MICRO-CAP III фирмы Spectrum Software и приведены графики регулировки частоты и добротности резисторами. На графиках видно, что 0dB является асимптотой зависимости коэффициента усиления от частоты, и пои частотах "+бесконечность Гц" и "0 Гц" коэффициент передачи равен 1. А 0 Гц - это постоянный ток. Но... стоит ли верить этой статье... Даже не знаю...
Вложения
opechat.PNG
(54.05 KiB) Скачиваний: 934

Re: Расчёт полосового фильтра на ОУ

Вс окт 16, 2016 19:15:04

Может быть такая постановка вопроса поможет разъяснить ситуацию?

Вот прикрепляю к посту стандартную схему полосового фильтра на двух ОУ. Указанные номиналы соответствуют резонансноу частоте f=1200Гц, добротности Q=20 и коэффициенту усиления на резонансной частоте K=30. В учебниках схема описана для двухполярного питания. Нужно сделать с однополярным питанием.

В связи с этим вопрос - Если собрать вот такую схему с однополярным питанием +5В, на вход подать постоянное напряжение +2,5В (половина напряжения питания), то что мы получим на выходе?

Я - любитель - смею предположить, что на выходе тоже будет +2,5В. Это если на частотах, далеких от резонансной, коэффициент усиления схемы стремится к 1. Но стремится ли он именно к 1, я точно не знаю, просто предполагаю логически.

Профессионалы, отзовитесь, пожалуйста! Если кто может, неплохо было бы смоделировать работу схемы в какой нибудь программе. Уж очень заманчивая схема - позволяет получить большие усиления и добротности! Усиление, резонансная частота и добротность регулируются независимо! Не требуются очень большие номиналы резисторов, что благоприятно сказывается на характеристиках! Но вот неясность в возможности однополярного питания портит всю картину.
Вложения
OU_ФИЛЬТР.png
(55.26 KiB) Скачиваний: 826

Re: Расчёт полосового фильтра на ОУ

Пт янв 12, 2018 14:42:06

Можно не мудрить, а воспользоваться калькулятором http://vpayaem.ru/information3.html
Ответить