Смужковий фільтр на інверторах КМОП. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Смужковий фільтр на інверторах КМОП. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Радіоаматор-конструктор

Коментарі до статті

Активні смугові фільтри в порівнянні з пасивними мають суттєві переваги, особливо на низькій частоті, оскільки дозволяють відмовитися від котушок, що мають у цій частотній області великі габарити, та й за багатьма іншими характеристиками, далекими від ідеальних. Високу стійкість і стабільність має активний біквадратний фільтр, що дозволяє в режимі смугового фільтра отримувати значення добротності, що перевищує 100. Типова схема такого фільтра, побудованого на операційних підсилювачах, показана на рис. 1.

Смужковий фільтр на інверторах КМОП

У біквадратному фільтрі підсумовуючий інтегратор віднімає з вхідної вихідну напругу фільтра нижніх частот (вони зсунуті по фазі на 180 град.)- На частоті, що знаходиться нижче за перехідну ділянку, ці сигнали взаємно компенсуються і вихідний сигнал значно ослаблений. Коли вона, збільшуючись, виходить на перехідну ділянку, вихідний сигнал, що зменшується, інтегратора вже не компенсує вхідний, тому на виході фільтра рівень сигналу зростає. При подальшому збільшенні частоти спад частотної характеристики інтегратора забезпечує ослаблення вихідного сигналу та завершує формування частотної характеристики смугового фільтра.

Недолік біквадратного фільтра – підвищена кількість активних елементів. Перспективним у цих умовах можна вважати застосування як активні елементи інверторів КМОП, які можуть працювати в лінійному режимі і мають перед операційними підсилювачами ряд переваг, наприклад, відсутність схильності до самозбудження, підвищена робоча частота. Та й вартість, як правило, виявляється нижчою.

З недоліків розглянутих активних елементів відзначимо їхнє невелике посилення (30...50 дБ). Однак, враховуючи, що біквадратні фільтри не висувають високих вимог до посилення, цей недолік - не перешкода для застосування інверторів КМОП як активні елементи.

Одна з найпоширеніших мікросхем структури КМОП – К561ЛН2 – містить в одному корпусі шість інверторів, що дозволяє побудувати смуговий фільтр четвертого порядку. Схема такого фільтра, отримана каскадним з'єднанням двох фільтрів другого порядку, зображено на рис. 2.

Смужковий фільтр на інверторах КМОП

Легко бачити, що обидва фільтри другого порядку ідентичні і структурою аналогічні типовому фільтру на ОУ (див. рис. 1). У фільтрі передбачено два виходи, сигнали на яких протифазні.

Струм, споживаний фільтром, встановлюють добіркою резистора R13. При цьому напруга живлення може змінюватися в межах 5...15 В. При зменшенні струму живлення збільшується посилення активних елементів фільтра, але погіршуються частотні властивості і збільшується вихідний опір. Оптимальним слід вважати споживаний струм у межах 0,5...2мА.

При вказаних на схемі номіналах фільтр має центральну частоту fo=1000 Гц, смугу пропускання f=100 Гц, коефіцієнт передачі Кп=10. Для інших параметрів фільтр можна розрахувати за такою методикою.

Покладемо для вхідної ланки С2=C3=З R3=R4=R5=R. Розрахуємо R, R1 та R2: R=1/(2πf0∙C); R1=Q/(2π∙f0∙C)∙√Кп; R2=Q/(2πf0∙C); Q=f0/Δf', де Δf'=Δf/v2-n, де Q - добротність фільтра; n - число каскадно з'єднаних ланок другого порядку.

Фільтр допускає незалежне підстроювання параметрів, якщо воно необхідне. Так, центральну частоту вхідної ланки можна коригувати добіркою резистора R3, добротність Q - R2, коефіцієнт передачі Кп - R1.

Робоча частота фільтра, побудованого на інверторах мікросхеми К561ЛН2, може досягати сотень кілогерців. Застосування аналогічних мікросхем серій КР1564, 74АС, 74НС дозволить збільшити робочу частоту 10...15 разів.

Одна з особливостей розглянутого фільтра полягає в тому, що ширина смуги пропускання за зміни центральної частоти залишається незмінною. Крім цього, за R1=R3 коефіцієнт посилення ланки визначається ставленням R2/R1. Вхідний опір ланки - більший за опір резистора R1, вихідний - 10... 15 кОм. Кінцеве посилення активних елементів може призвести до деякого збільшення добротності проти розрахунковим значенням.

Результати макетування підтвердили простоту регулювання фільтра, хорошу відповідність реальних характеристик розрахунковим та їхню високу стабільність.

література

Фолкенбері Л. Застосування операційних підсилювачів та лінійних ІВ (пер. з англ.). - М. Світ, 1986, 598 с.

Автор: Д.Онишко, м.Новочеркаськ Ростовської обл.

Дивіться інші статті розділу Радіоаматор-конструктор.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву

Повнокадровий об'єктив Viltrox AF 35/1.8 Z 29.09.2021

Компанія Viltrox представила автофокусний повнокадровий об'єктив AF 35/1.8 Z, призначений для бездзеркальних камер системи Nikon Z. В описі новинки сказано, що "компактний дизайн і видатна різкість по всьому кадру роблять об'єктив привабливим вибором для широкого кола фотографів". Серед областей застосування об'єктиву Viltrox 35mm F/1.8 названо повсякденне зйомка, а також зйомка натюрмортів, пейзажів, архітектурних об'єктів та нічних сцен.

Для автоматичного фокусування використовується кроковий привід. Фокусування - внутрішнє. Підтримується технологія фокусування на очах Nikon Eye AF. Звичайно, можливе і ручне фокусування. Об'єктив передає в камеру даних EXIF, а наявність USB-C порту дозволяє оновлювати прошивку об'єктива. Ризик появи паразитних засвіток та відблисків зменшує багатошарове покриття HD nano.

Технічні характеристики об'єктива Viltrox AF 35/1.8 Z:

фокусна відстань – 35 мм;
діафрагма - f/1,8-f/16;
оптична схема - 10 елементів у 8 групах;
мінімальна відстань фокусування – 0,4 м;
максимальне збільшення – 0,1х;
число пелюсток діафрагми – 9 (округлені);
установчий розмір фільтра – 55 мм;
діаметр - 70 мм;
довжина - 89,9 мм;
маса – 370 г.

Об'єктив оцінено виробником у 399 доларів. У комплект входять кришки, бленда та чохол.

Інші цікаві новини:

▪ Життя у космосі викликає генетичні зміни

▪ Вузконаправлена трансляція звуку

▪ Сплющена зірка

▪ MEMS-мікрофон MP23DB01HP

▪ Солдатські чоботи як джерело електроенергії

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Історії з життя радіоаматорів. Добірка статей

▪ стаття Позначення імпортних мікросхем. Довідник

▪ стаття Хто був першою людиною, яка полетіла в космос? Детальна відповідь

▪ стаття Йосеміт. Диво природи

▪ стаття Електронний металошукач із низькою робочою частотою. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Електролізні установки та установки гальванічних покриттів. Галузь застосування. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт