Расчет активного ФНЧ

При проектировании ФНЧ был предъявлен следующий набор требований:

минимальное число пассивных элементов;

минимальное число ОУ и как следствие минимальная потребляемая мощность;

минимальная чувствительность передаточных характеристик к изменению пассивных элементов;

простота настройки.

Все перечисленные требования удовлетворяет фильтр второго порядка с ОУ в режиме повторителя напряжения с коэффициентом передачи равным единице /4/. К достоинству такого фильтра можно отнести:

минимальную потребляемую мощность (т.е. единственный ОУ);

минимальное число пассивных элементов;

минимальные требования к настройке.

Схема такого ФНЧ показана на рисунке 7.3.

Рисунок 7.3 — Активный ФНЧ второго порядка.

Передаточная функция приведенного фильтра имеет следующий вид:

(7.9).

где К — постоянный коэффициент усиления;

qр — добротность фильтра;

р — частота среза.

(7.10).

R1=R35||R2, (7.11).

(7.12).

(7.13).

Амплитудно-частотная характеристика показана на рисунке 7.4.

Рисунок 7.4 — АЧХ активного ФНЧ второго порядка.

Задавшись начальными значениями, такими как коэффициент усиления К=1, qp=2 расчетаем активный ФНЧ второго порядка по ниже приведенному алгоритму /4/:

Емкость конденсатора С2 должно как минимум в 16 раз превосходить емкость конденсатора С3, отсюда задавшись С3 равное 10 нФ выберем С2, которое будет иметь значение 200 нФ. Значение резистора R1 рассчитывается по следующей формуле:

где fcp — частота среза, Гц.

(7.15).

(7.16).

(7.17).

(7.18).

(7.19).

По результатам расчета выбираем резисторы R35 С2−33Н-0,125−182 кОм, R38 С2−33Н-0,125−698 кОм; конденсаторы С2 К10−17−3а-М47−220нФ, С7 К10−17−3а-М47−10нФ.