На рис. 6 приведена широко распространенная схема фильтра нижних частот второго порядка, реализующая неинвертирующий (положительный) коэффициент усиления. Эта схема иногда называется фильтром на ИНУН, поскольку ОУ и два подсоединенных к нему резистора R3 и R4 образуют источник напряжения, управляемый напряжением (ИНУН).
|
|
Рис. 6. Схема фильтра нижних частот на ИНУН второго порядка.
Эта схема реализует функцию фильтра нижних частот второго порядка вида
(13)
с параметрами:
(14)
Величина μ≥1 представляет собой коэффициент усиления ИНУН, а также и коэффициент усиления фильтра
Значения сопротивлений определяются следующим образом:
(15)
где значения C1 и С2 выбираются, а сопротивления R3 и R4 задаются таким образом, чтобы минимизировать смещение по постоянному току ОУ. (Напомним, что в идеальном случае напряжение смещения между входными выводами должно быть равно нулю).
Если требуется К=1, то значение R3=∞ (разомкнутая цепь) и R4=0 (короткозамкнутая цепь). Для минимизации смещения по постоянному току должно выполняться условие R4=R1+R2, но в большинстве некритических применений будет достаточна короткозамкнутая цепь. В этом случае ИНУН работает как повторитель напряжения, т. е. его выходное напряжение равно входному или повторяет его.
Расчет фильтра на ИНУН производится следующим образом Номинальное значение емкости С2 выбирается близким к значению 10/fc мкФ, а номинальное значение емкости C1, удовлетворяющим неравенству
C1≤C2/(4C). (16)
(Это гарантирует вещественное значение R1.) Значения сопротивлений находятся затем из (14) с приведенной выше модификацией при K=1.
Как было подчеркнуто ранее, фильтр на ИНУН позволяет добиться неинвертирующего коэффициента усиления при минимальном числе элементов. 0н облагает низким полным выходным сопротивлением, небольшим разбросом значений элементов и возможностью получения относительно высоких значений коэффициента усиления. Кроме того, этот фильтр относительно прост в настройке. Точная установка коэффициента усиления осуществляется, например, с помощью подстройки сопротивлений R3 и R4 потенциометром. Но фильтр на ИНУН должен использоваться для значений добротности Q≤10.
Другое по теме:
Структура и технические средства информационных измерительных систем. Выбор ЭВМ. Базирующие устройства Тема контрольной работы "Структура и технические средства информационных измерительных систем. Выбор ЭВМ. Базирующие устройства" по дисциплине "Информационные измерительные системы". Применение и развитие измерительной тех ...