Многокаскадный фильтр баттерворта, Частота среза Опции

[Niks102]

Здравствуйте! Нужна срочная помощь не могу разобраться. Имеется фильтр имеющий 2 каскада...К ус1=3,34 К ус2=4,7 ...общая частота среза всего фильтра равна 5 Гц. Как определить частоту среза отдельных каскадов?

[Herz]

По приведенным данным - никак. Нужны номиналы RC.

[Niks102]

По приведенным данным - никак. Нужны номиналы RC.

элементы схемы же рассчитываются с использыванием частоты среза
С = k/(2πfср)
вот у меня и проблема расчитать элементы схемы...а без частоты среза не могу...так как есть только частота общго фильтра..а отдельных его каскадов нет

[Пушкарев Михаил]

В общем случае частота среза всех каскадов должна быть одинакова и равна частоте среза фильтра?

[Niks102]

В общем случае частота среза всех каскадов должна быть одинакова и равна частоте среза фильтра?

мне говорят обратное..типо что при многокаскадном построении фильтров полоса пропускания сужается...и частоту среза нужно брать больше...может быть я не так понимаю..что делать?

[AlexeyW]

По приведенным данным - никак. Нужны номиналы RC.

Почему никак? Указан конкретный тип фильтра, число звеньев (не указан порядок, но, как понимаю, предполагается второй. суммарно четвертый). Эти данные определяют параметры отдельных каскадов. Ку отношения к делу не имеет, является просто множителем. В общем, смотрим в книги по фильтрам, находим там коэффициенты для фильтров разных типов и порядков.

В общем случае частота среза всех каскадов должна быть одинакова и равна частоте среза фильтра?

Частота среза ФНЧ всегда ниже, чем звеньев - хотя бы потому, что АЧХ перемножаются, где звенья имеют -3дБ - общая будет равна сумме, для двух одинаковых звеньев -6дБ (но в данном случае звенья разные).

[Myron]

мне говорят обратное..типо что при многокаскадном построении фильтров полоса пропускания сужается...и частоту среза нужно брать больше...может быть я не так понимаю..что делать?

Вам правильно говорят. Это закон.
Дальше. Положим, Вам надо построить фильтр 4-го порядка: второй порядок для каждого звена, а звеньев у Вас - два. Остальные варианты фильтров оставим для Вашего домашнего анализа. Так вот, для фильтра, например, Баттерворта звенья будут разные, с разными частотами среза и с разными добротностями. Есть при этом два варианта структуры.
1. На входе звено с меньшей добротностью, дальше с большей, и т.д. большинство учебников рассматривают именно такие структуры многокаскадных фильтров.
2. Новая тенденция, в некоторых случаях оправданная, исповедует обратный порядок (см., например, статьи фирмы Intersil).
Как быть на практике? Очень просто. Я использую 2 подхода. (Далее без подробностей).
1. Запускаю один из пакетов соэдания фильтров (спросить Google, или найти в материалах этого форума) и создаю многозвенный фильтр используя частоту среза всего фильтра (по ходу выяснятся некоторые более тонкие соображения по выбору звеньев, элементов, усиления и пр.). Обязательно симулирую Спайсом. Тут вы можете проверить частоту среза и др. характеристики каждого звена в отдельности.
2. Беру книгу (Джонсон Д., Джонсон Дж., Мур Г. Справочник по активным фильтрам. М., Энергоатомиздат, 1983, в русском варианте есть несколько опечаток, но можно найти англ. вариант), выбираю тип звеньев и считаю фильтр. Дальше симулирую Спайсом.
В обоих вариантах результаты отменные, но во всех случаях нужно понимать, что делаешь. Придется почитать несколько переводных книг по фильтрам.

[galya]

...найдите в интернете книжку - авторы..Титце..Шенк...Полупроводниковая схемотехника...там есть раздел посвящённый фильтрам...достаточно просто и понятно ...есть таблица выбора коэффициентов для построения фильтров различного порядка...
....а если Вы хотите по уже готовой схеме что-то определить(типа частоты среза каждого звена) ...то наберите схему с известными компонентами в каком-либо симуляторе(типа Мультисим или TINA v9(лежит на Texas Instrument в свободном доступе и на русском....http://www.ti.com/tool/tina-ti...))....
....Мультисим есть на Analog Device(ограниченное число компонентов)...http://www.analog.com/en/audiovideo-products/audio-amplifiers/products/dt-multisim-spice-program-download/cu_multisim_spice_program_download/resources/fca.html....

Сообщение отредактировал galya - Nov 29 2011, 06:46

[Niks102]

...найдите в интернете книжку - авторы..Титце..Шенк...Полупроводниковая схемотехника...там есть раздел посвящённый фильтрам...достаточно просто и понятно ...есть таблица выбора коэффициентов для построения фильтров различного порядка...
....а если Вы хотите по уже готовой схеме что-то определить(типа частоты среза каждого звена) ...то наберите схему с известными компонентами в каком-либо симуляторе(типа Мультисим или TINA v9(лежит на Texas Instrument в свободном доступе и на русском....http://www.ti.com/tool/tina-ti...))....
....Мультисим есть на Analog Device(ограниченное число компонентов)...http://www.analog.com/en/audiovideo-products/audio-amplifiers/products/dt-multisim-spice-program-download/cu_multisim_spice_program_download/resources/fca.html....

спасибо за ответы! Вообщем такой расклад..прочитал книжку Титце написанно: "отдельные звенья фильтра обладают частотой среза большей чем частота среза всего фильтра на коэфициент 1\ (альфа)".....дальше просматрел все таблицы каэфициентов нашел только коэф (а) посчитав получилось, что Fср1каскада=2,76, Fср2каскад=6,53,....такое возможно и правильно ли я разобрался?

[AlexeyW]

1. На входе звено с меньшей добротностью, дальше с большей, и т.д. большинство учебников рассматривают именно такие структуры многокаскадных фильтров.
2. Новая тенденция, в некоторых случаях оправданная, исповедует обратный порядок (см., например, статьи фирмы Intersil).

Выбор порядка звеньев определяется критерием оптимизации. Критерии могут быть разные, к примеру - максимизация амплитуды сигнала без превышения питания, минимизация шума, и т.п.

1. Запускаю один из пакетов соэдания фильтров (спросить Google, или найти в материалах этого форума) и создаю многозвенный фильтр используя частоту среза всего фильтра (по ходу выяснятся некоторые более тонкие соображения по выбору звеньев, элементов, усиления и пр.). Обязательно симулирую Спайсом. Тут вы можете проверить частоту среза и др. характеристики каждого звена в отдельности.

Я себе сам писал, очень несложно. Параметры звеньев задаются в виде F и Q, по известным формулам считаются АЧХ, ФЧХ, ГВЗ. Параметры меняются движками в реальном времени.
Из готовых прог мы пробовали одну, весьма навороченную и дорогую - сделать ничего толком не смогли, заданный там порядок работы был неадекватен.

спасибо за ответы! Вообщем такой расклад..прочитал книжку Титце написанно: "отдельные звенья фильтра обладают частотой среза большей чем частота среза всего фильтра на коэфициент 1\ (альфа)".....дальше просматрел все таблицы каэфициентов нашел только коэф (а) посчитав получилось, что Fср1каскада=2,76, Fср2каскад=6,53,....такое возможно и правильно ли я разобрался?

Вам нужен фильтр Баттерворта 4 порядка. Могу попробовать завтра на работе посмотреть. Знаю только, что коэфф. порядка 6-7 - вроде как неверно, они порядка 1,5 - 2.

[Herz]

Почему никак? Указан конкретный тип фильтра, число звеньев (не указан порядок, но, как понимаю, предполагается второй. суммарно четвертый). Эти данные определяют параметры отдельных каскадов. Ку отношения к делу не имеет, является просто множителем. В общем, смотрим в книги по фильтрам, находим там коэффициенты для фильтров разных типов и порядков.

Частота среза ФНЧ всегда ниже, чем звеньев - хотя бы потому, что АЧХ перемножаются, где звенья имеют -3дБ - общая будет равна сумме, для двух одинаковых звеньев -6дБ (но в данном случае звенья разные).

Странно. То, что порядок каждого звена второй - всего лишь предположение. Но и даже из этого допущения как вычислить частоты среза обоих звеньев? Последняя фраза вообще противоречива по сути. Как я понимаю, с увеличением порядка фильтра растёт только крутизна излома АЧХ, но не меняется частота среза. Кроме того, если коэффициенты передачи звеньев в полосе пропускания выше 1 и разные...

Вам правильно говорят. Это закон.

А как формулируется этот закон? Я не о добротности, а о частоте среза звеньев?

[Niks102]

Выбор порядка звеньев определяется критерием оптимизации. Критерии могут быть разные, к примеру - максимизация амплитуды сигнала без превышения питания, минимизация шума, и т.п.

Я себе сам писал, очень несложно. Параметры звеньев задаются в виде F и Q, по известным формулам считаются АЧХ, ФЧХ, ГВЗ. Параметры меняются движками в реальном времени.
Из готовых прог мы пробовали одну, весьма навороченную и дорогую - сделать ничего толком не смогли, заданный там порядок работы был неадекватен.



Вам нужен фильтр Баттерворта 4 порядка. Могу попробовать завтра на работе посмотреть. Знаю только, что коэфф. порядка 6-7 - вроде как неверно, они порядка 1,5 - 2.

Посмотрите пожалуйста, частоты среза..а то тему завел а точного ответа не кто не дал))) Надеюсь на помощь. Фильтр баттерворта 4 порядка ....Частота среза 5 Гц общая, нужо знать отдельных каскадов.))

[galya]

...фильтр Баттворта 4го порядка без усиления и с усилением...а насчёт частот среза каждого звена ....скачайте TINA нарисуйте там эту схему и посмотрите сами(всё очень просто)...

Сообщение отредактировал galya - Nov 30 2011, 09:03

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Niks102]

...фильтр Баттворта 4го порядка без усиления и с усилением...а насчёт частот среза каждого звена ....скачайте TINA нарисуйте там эту схему и посмотрите сами(всё очень просто)...

дело в том чтоя не могу спроектировать схему не зная наминалов RC компонентов...для их определение необходима Частота среза каждого каскада...

Объясню задачу более подробно дан фильтр четвертого порядка типа баттерворта , нужно расчитать элементы схемы а так же частоту среза каждого каскадо, известно лишь , что К ус1=3,34 К ус2=4,7, и частота среза всего фильтра равна 5 Гц

[galya]

...ну вот и частотные хар-ки с частотами среза....считайте

Эскизы прикрепленных изображений