Фильтр саллена кея расчет

Фильтр Саллена-Кея. Реализуется в виде простой схемы с двумя резисторами, двумя конденсаторами и активным элементом (например с операционным усилителем), представляя собой фильтр с передаточной функцией второго порядка. Фильтры более высокого порядка могут быть получены включением элементарных фильтров последовательно. Фильтр Саллена-Кея может иметь произвольный коэффициент усиления в полосе пропускания, в отличие от фильтра Баттерворта с единичным коэффициентом.

Рисунок 1.12 – ФВЧ Саллена-Кея

Выбор схемного решения

В соответствии с техническим заданием и рассчитанными параметрами, в качестве схемного решения выбираем ФВЧ-ІІ Саллена-Кея, так как схема имеет небольшой диапазон номиналов элементов. Порядок всего фильтра n=2 совпадает с порядком звена Саллена-Кея, поэтому для построения фильтра необходимо одно звено.

Рисунок 1.13 – ФВЧ-ІІ Саллена-Кея

Расчет элементов схемы. Задаём ёмкость конденсаторов C1=C2=10/fn[Гц] (нФ). Определяем сопротивление резисторов:

Выбираем сопротивление R3, а R4 рассчитаем из соотношения

Согласуем номиналы элементов со стандартным рядом E6:

Устанавливаем в схему рассчитанные значения и снимаем АЧХ фильтра.

Рисунок 1.14 – АЧХ проектируемого фильтра

Методика настройки и регулировки фильтра

Коэффициент усиления фильтра можно настроить при помощи резисторов R3 и R4 [2]:

При использованном в схеме операционном усилителе, сопротивление резистора R3 можно выбирать в пределах от нескольких кОм до 1 Мом. При меньшем значении R3 становится большим ток, потребляемый схемой, а при большем – вносит своё влияние входное сопротивление микросхемы.

Сопротивление R4 определяется из формулы 4.1 для требуемого коэффициента усиления. Учитывая следующее соотношение (см. раздел 3.2):

ω0=

можно показать, что максимально достижимый коэффициент усиления в полосе пропускания равен 3. В этом случае добротность фильтра наибольшая, но при этом присутствуют наибольшие пульсации в полосе пропускания. При попытке увеличения Кл фильтр самовозбуждается и превращается в генератор колебаний на частоте w0. Из этого ограничения определим, что сопротивление R4 лежит в диапазоне от 0 до 2R3. При нулевом сопротивлении схема становится фильтром Баттерворта с единичным усилением.

Частоту w0 можно настроить с помощью элементов R1, R2, C1 и С2

ω0=

При условии, что R1=R2=R и C1=C2=C, формула 4.3 упрощается: w0=1/RC. Если сопротивления и ёмкости не равны, то соотношением R1 к R2 и C1 к C2 регулируется добротность фильтра. При этом также нужно учитывать, что при больших добротностях фильтр склонен к самовозбуждению.

Еще статьи по теме

Проектирование канала низкой частоты
Многоканальная связь представляет отрасль связи, которая занимается организацией по общей линии передачи нескольких каналов, действующих одновременно и независимо друг от друга, с использованием систем передачи МКС организуют .

Проектирование и расчет каскада управления двухфазным асинхронным двигателем
В рамках данной работы мы приобрели первоначальные знания и навыки, необходимые для проектирования и расчета электрических цепей управления двухфазным асинхронным двигателем. Постановка задачи. Расчет производится согласно зад .

Расчет ФНЧ (на примере фильтра Баттерворта 2-го порядка).

Расчет ФВЧ (на примере фильтра Бесселя 2-го порядка).

Фильтры Салена и Кея (УНИН).

УНИН– управляемый напряжением источник напряжения. В схемах Салена и Кея операционный усилитель используется как УНИН. Схемы активных фильтров пропускания нижних и верхних частот Салллена и Кея второго порядка показаны на рисунке.

Фильтр нижних частотФильтр верхних частот

Эти схемы популярны и недороги, и их легко настраивать. Схемы содержат по две RC-цепи, каждая из которых вносит 6 дб/октава в наклон характеристики на переходном участке. Сопротивления и определяют коэффициент затухания.