данные в программу FilterPro от TI, при расчете ФНЧ Опции

[Stalker27]

Помогите пожалуйста правильно подставить данные в программу FilterPro от TI при расчете ФНЧ:

Gain (A0) = (1V/V 0dB ???)
Passband Frequency (fc) =
Allowable Passband Ripple (Rp) = (3дБ при Баттерворте ???)
Stopband Frequency (fs) =
Stopband Attenuation (Asb) =

Разрядность АЦП МК ATmega16 составляет 10 бит, что при преобразовании дает 2^10=1024 уровней динамического диапазона или 20*log(2^10)=60,2 дБ. Для уменьшения погрешностей АЦП частота дискретизации должна составлять максимум 15 кГц. Согласно теореме о дискретном представлении (теорема Котельникова), частота дискретизации должна быть, по крайней мере, в два раза большей частоты сигнала. Таким образом, максимальная частота сигнала равна 15 / 2 = 7,5 кГц.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Stalker27]

Ок, значит будет входной сигнал до 4кГц. Рассматриваю микросхемы Максим:

ФНЧ восьмого порядка:
Баттреуорта (MAX291/MAX295)
Бесселя (MAX292/MAX296)
Управление с помощью тактового сигнала диапазоном боковых частот фильтра:
От 0.1 Гц до 25 кГц (MAX291/MAX292)
От 0.1 Гц до 50 кГц (MAX295/MAX296)
Не требуется подключения внешних резисторов или конденсаторов
Работа с встроенным или с внешним тактовым генератором
Отношение тактовой частоты к боковой частоте фильтра:
100:1 (MAX291/MAX292)
50:1 (MAX295/MAX296)
Низкий уровень шумов: -70 дБ THD + Noise (тип)
Уни/биполярное питание +5 В/±5 В
Незадействованный ОУ для реализации сглаживающего фильтра или фильтра подавления тактовых шумов
Корпуса 8-pin DIP и SO


Склоняюсь к варианту с MAX295 (в отличие от MAX291 есть в местном магазине), интересует однополярное включение, только вот не пойму, почему входной сигнал от 1 до 4В (рис.3)?

И еще вопрос, так ли необходимы ФНЧ до и после этой микросхемы? Тут вроде как есть "незадействованный ОУ для реализации сглаживающего фильтра" (рис.4.).

Дальше:
1. Частоту выборки встроенного АЦП можно повысить, если пожертвовать разрядностью ( точностью ).

В принципе из 10 бит АЦП программно я сохраняю только 8, т.к. суммарная системная погрешность АЦП в ATmega16 составляет две младшие единицы, да и программно легче реализовывать. Не знаю, можно ли считать АЦП в этом случае 8-ми разрядным (20*log(256)=48,1 дБ)?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Myron]

И еще вопрос, так ли необходимы ФНЧ до и после этой микросхемы?

Да.
Смотрите, схема на переключаемых конденсаторах по физике это модулятор. Для избежания интермодуляционных искажений надо ограничить входной спектр. Полоса отчуждения - от частоты среза Вашего сигнала до (тактовая частота минус частота среза). Т.е. от 7.5кГц до (50*7.5-7.5)=367.5кГц. Это дает полосу отчуждения в, примерно, 5.5 октав. Один порядок Баттерворда это 6дБ на октаву. Легко можно определить, что 2-й порядок с лихвой выполняет нужную фильтрацию. Это оценка, более точные результаты легко считаются. Теперь выход фильтра. Опять, на выходе Вашего фильтра богатый спектр. Для простоты - около гармоник основной тактовой частоты сосредоточены по две боковые полосы +/-7.5кГц (для диплома это сойдет). Легко подсчитывается полоса отчуждения и определяется порядок фильтра перед АЦП. Замечу, что после этого (дополнительного) фильтра перед АЦП должна стоять еще RС-цепочка для обеспечения "резервуара" для прыгающего конденсатора в АЦП ("резервуар" должен быть достаточен для поддержания "постоянного" напряжения для АЦП во время взятия отсчета и быстро перезаряжаться за время между отсчетами т.е. следовать за полезным сигналом с допустимой ошибкой к моментам следующих отсчетов). Если нужна методика расчета могу предоставить.
Вообще интересно, что это за ВУЗ такой, где такой банальной информации не дают. Или это по другой специальности?