Схемотехника полосового входного фильтра Опции

[Буратино]

Пытаюсь соорудить в устройстве входной фильтр. Устройство работает с входным сигналом амплитуда которого 0,05-0,1В. Частота строго фиксирована: 100кГц

Были планы построить полосовой активный фильтр (ПАФ) на операционном усилителе, и с его же помощью усиливать сигнал до значений 3-5 вольт, потом на диод, а после на INTx пин микроконтроллера AVR. Но как выяснилось ПАФ работает с небольшим коэф-м усиления (меньше трех)
Устройство автономно и я стараюсь сделать его, как можно менее энергоемким. Операционный усилитель выбрал с учетом данного требования, а именно: MCP6041 (600 nA, Rail-to-Rail Input/Output Op Amps).

Ставить подряд два операционника и тратить энергию на лишний корпус нет желания. Строить полосовой фильтр тупо соединив фильтр нижних частот и фильтр верхних частот на RC, получится не эффективно из-за влияния составляющих его частей друг на друга.

Как быть? Может поставить фильтр низких частот на входе, потом операционником усилить сигнал до нужных значений, а уже после этого фильтр высоких?

Сообщение отредактировал Буратино - Jan 20 2009, 14:10

[rudy_b]

...Частота строго фиксирована: 100кГц...
Но как выяснилось ПАФ работает с небольшим коэф-м усиления (меньше трех)...

ПАФ легко делается с любым коэффициентом усиления. Только ОУ должен иметь соответствующую верхнюю частоту. Если грубо - то для усиления 100 верхняя граничная должна быть порядка 10 Мгц. Выбранны вами ОУ имеет GBWP всего 14 кГц и, естественно, совершенно не подходит для этого.

[Буратино]

ПАФ легко делается с любым коэффициентом усиления. Только ОУ должен иметь соответствующую верхнюю частоту.

Вот меня бы устроил такой вариант, но по словам автора книги "Полупроводниковая схемотехника", за авторством Титце и Шенка, для (например) полосового фильтра с одной петлей положительной обратной связи, коэффициент усиления рассчитывается по формуле:

А=k/3-k; и при k=3, А становится бесконечно большим, то есть возникают незатухающие колебания. Установка внутреннего коэффициента усиления k тем критичнее, чем он ближе к значению 3

Я баран бараном в этих вопросах. Жизнь свела. Нужно победить.

Сообщение отредактировал Буратино - Jan 20 2009, 15:47

[rudy_b]

Вот меня бы устроил такой вариант, но по словам автора книги "Полупроводниковая схемотехника", за авторством Титце и Шенка, для (например) полосового фильтра с одной петлей положительной обратной связи, коэффициент усиления рассчитывается по формуле:
А=k/3-k; и при k=3, А становится бесконечно большим, то есть возникают незатухающие колебания. Установка внутреннего коэффициента усиления k тем критичнее, чем он ближе к значению 3

Ты взял фильтр совсем из другой оперы.
Схема и характеристики одного из громадного числа вариантов - на рисунках. Устойчивость к номиналам не проверял, но фильтры такого типа легко настраиваются двумя потенциометрами - коэффициент отрицательной ОС и один из частотнозадающих резисторов.

[Буратино]

rudy_b, скажите, а какая частота единичного усиления у ОУ который вы применили при моделировании схемы? Что получится если в данной схеме эту частоту определить на уровне 14kHz?
Термин "Magnitude" это что-то типа коэф-та усиления? Если так, то на определенных полосах частот, а именно <10kHz и >1Mhz, сигнал ослабляется? Другими словами "Magnitude" и есть кривая среза полосового фильтра?
Какая именно программа строит такие зависимости?

Сообщение отредактировал Буратино - Jan 21 2009, 08:55

[rudy_b]

rudy_b, скажите, а какая частота единичного усиления у ОУ который вы применили при моделировании схемы?

Частота единичного усиления должна быть больше 10 Мгц, а лучше - порядка 30 МГц. Хорошо подойдет AD8031(32) - потребляет 800 мкА.

Что получится если в данной схеме эту частоту определить на уровне 14kHz?

Если вы имеете ввиду резонансную частоту фильтра на соответствующем ОУ то без проблем. Если вы имеете ввиду ваш ОУ - то он сможет работать с резонансной частотой порядка 100 Гц, не выше.

Термин "Magnitude" это что-то типа коэф-та усиления? Если так, то на определенных полосах частот, а именно <10kHz и >1Mhz, сигнал ослабляется? Другими словами "Magnitude" и есть кривая среза полосового фильтра?

"Magnitude" - коэффициент передачи фильтра по напряжению. Вы хотели полосовой фильтр на 100 кГц с коэффициентом усиления 100 - именно это и сделано. Если нужна более узкая полоса (у этого фильтра - 10 кГц) - лучше взять несколько оперов.

Какая именно программа строит такие зависимости?

FilterSolutions, http://www.filter-solutions.com/

[Буратино]

rudy_b, спасибо!
Остается задать глупый вопрос, что если на вход ОУ с GBW 14 kHz, и коэф-том усиления 100, подать сигнал 100kHz и амплитудой 0,05В?
Чета я не врубаюсь, он вовсе ничего не усилит? Или усилит сигнал в искаженном виде? Или усилит составляющие этого сигнала гармоники? Что там будет?