Расчет фильтра нижних частот с многопетлевой обратной связью

Для расчета фильтра нижних частот второго порядка или звена второго порядка фильтра Баттерворта или Чебышева более высокого порядка, обладающего заданной частотой среза f_c, Гц, или , рад/с, и коэффициентом усиления K, необходимо выполнить следующие шаги:

1. Найти нормированные значения коэффициентов В и С из соответствующей таблицы в прил. 1 (для фильтра Чебышева при заданной неравномерности АЧХ ΔА в пределах полосы пропускания).

2. Выбрать номинальное значение емкости С₂ (предпочтительно близкое к значению 10/f_c мкФ) и номинальное значение емкости С₁, удовлетворяющее условию

(предпочтительно наибольшее возможное номинальное значение).

Вычислить значения сопротивлений

3. Выбрать номинальные значения сопротивлений, наиболее близкие к вычисленным значениям, и реализовать фильтр или его звенья второго порядка в соответствии со схемой, показанной на рис. 11.

Рис. 11. Схема фильтра нижних частот с МОС

Некоторые рекомендации

1. Для обеспечения лучших рабочих характеристик должны использоваться номинальные значения элементов, близкие к выбранным или вычисленным значениям. Фильтры высокого порядка требуют более точных значений элементов, чем фильтры сравнительно низкого порядка. Рабочая характеристика самого фильтра не изменится, если значения всех сопротивлений умножить, а емкостей поделить на общий множитель.

2. Коэффициент усиления ОУ с разомкнутой обратной связью должен, по крайней мере, в 50 раз превышать значение амплитудно-частотной характеристики фильтра или звена на частоте f_c, а его скорость нарастания (вольт на микросекунду) должна в раз превосходить максимальный размах выходного напряжения.

3. Эта схема должна применяться исключительно для фильтров или звеньев фильтра с коэффициентом усиления K и добротностью звена . Коэффициент усиления может быть выше, однако при меньшем значении Q и выполнении ограничения KQ = 100 и Q = 10.