Фильтр Баттерворта 3 порядка на ОУ, Есть расчет, есть моделирование и есть проблемы :( Опции

[silver_elf]

Рассчитываю фильтр баттерворта 3 порядка, моделирую его в оркаде и кое-что не понимаю((
Нужно получить Ku = 3 дБ при fсреза = 3 кГц и uвход = 6...8 В.
Рассчитывала по приведенной во вложенных файлах методике, исходя из того, что фильтр 3го порядка состоит из фильтров 1го (для него я взяла К=1 дб) и 2го (для него я взяла К=2 дб) порядка.
Дальше собрала схему в оркаде, и возник такой вопрос:
заданное мне uвход = 6...8 В - это какой из параметров источника VAC: Vac-"амплитудное значение переменной
составляющей" или Vdc-"величина постоянной составляющей"?
Попробовала смоделировать с такими значениями: Vac = 1 и Vdc = 6, и получила на выходе свои 3 децибела %) И соответственно после фильтра 1го порядка (когда по отдельности смоделировала) 1 децибел и после 2го
2 децибела. Когда ставлю Vac = 1 и Vdc = 4, все так же. Ставлю Vac = 1 и Vdc = 7 или 8 - К падает до отрицательных значений((
В оркаде использую анализ AC Sweep/noise.
Что я делаю не так?(

Сообщение отредактировал silver_elf - Apr 7 2012, 20:21

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Alex11]

По порядку. Обычно, когда говорят о напряжении на входе фильтра или усилителя переменного тока, то имеют в виду VAC.
Если Вы хотите видеть сразу усиление, то разумно ставить VAC=1, что Вы и наблюдаете.
Про падение усиления при VDC=7: Скорее всего происходит ограничение сигнала из-за высокой постоянной составляющей, что симулятор и показывает, хотя часто он этого не делает в режиме AC sweep - это зависит от качества моделей. Лучше включать временной анализ для рассмотрения ограничений, спектра, нелинейных искажений и пр.

[silver_elf]

По порядку. Обычно, когда говорят о напряжении на входе фильтра или усилителя переменного тока, то имеют в виду VAC.
Если Вы хотите видеть сразу усиление, то разумно ставить VAC=1, что Вы и наблюдаете.
Про падение усиления при VDC=7: Скорее всего происходит ограничение сигнала из-за высокой постоянной составляющей, что симулятор и показывает, хотя часто он этого не делает в режиме AC sweep - это зависит от качества моделей. Лучше включать временной анализ для рассмотрения ограничений, спектра, нелинейных искажений и пр.

И такой вопрос-в таких задачах нужно получить указанное в условии Кu при vac=6...8 В (к примеру), а не при vac=1? Я пробовала смоделировать при vac=6 и vdc=0, и получила Кu=18.5 %) И как можно учесть в расчетах это входное u=6...8?

[Myron]

Да у Вас второй ОУ включен неправильно. Его входы надо поменять - сравните включение первого ОУ и второго. Еще раз проверьте по модели распиновку, модель может не совпадать с распиновкой производителя. Подозрителен коэффициент усиления первого звена, он должен быть = R21/R22 = 1.22, что дает выходное смещение 7Вх1.22 = - 7.85 (минус из за инверсии).

[silver_elf]

Да у Вас второй ОУ включен неправильно. Его входы надо поменять - сравните включение первого ОУ и второго. Еще раз проверьте по модели распиновку, модель может не совпадать с распиновкой производителя. Подозрителен коэффициент усиления первого звена, он должен быть = R21/R22 = 1.22, что дает выходное смещение 7Вх1.22 = - 7.85 (минус из за инверсии).

Да, включила 2й ОУ как 1й (+ на землю), задала в источнике Vac на входе: vac = 1 и vdc = 0 и получила на выходе всей схемы свои 3 дб. Спасибо)

20*lgk=3. Логарифм десятичный. Соответственно, сквозной коэффициент усиления равен 1,42. Как правило, если специально не указано на амплитудное значение, речь идет о действующем значении. Для максимального входного сигнала 8 В амплитуда составит 11,28 В, а амплитуда выходного сигнала - 16,02 В. Операционные усилители должны быть с питанием не менее +-18 В.

Поменяла питание операционных усилителей на 20 В, при значениях vac = 1 и vdc = 0 (источник vac на входе) получаю Квсей схемы=3 дб.
Попробую теперь смоделировать во временной области, на входе схемы vac на vsin заменить и ампилитуду указать в параметре vampl? и какое взять voff?