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.

Подозреваю что Stopband Attenuation (Asb) нужно 45 а не -45. Слово "Attenuation" уже предполагает в себе минус.

Данные представленные на скриншоте идут по умолчанию при первом запуске мастера. В место них мне нужно подставить свои данные. Я не очень понимаю как их находить. Возможно кто то уже пользовался данной или аналогичной программой для своих разработок и сможет мне помочь.

Это вопрос не по программе - как ей пользоваться. Пока не придумали программ, которые сами могут находить то, что Вам надо и сами подставлять в себя для дальнейших вычислений.
Все требования к фильтрам должны быть выработаны (или высосаны из пальца) Вами.

Не много не понял смысл ответа. Программа производит математический расчет элементов ФНЧ по заданным значениям. Чтобы подставить эти самые значения в программу их необходимо не "высосать из пальца", а рассчитать. Вопрос в том, как это сделать на основе данных, представленных в первом сообщение? Интересуют конкретно формулы.

Программа работает по исходным данным, которые Вы должны ей предоставить. Какова должна быть частота среза фильтра, какова нелинейность в полосе пропускания, каково ослабление в полосе задержания и т.д., всё это Вы должны определить и сообщить программе, а уж она потом рассчитает Вам коэффициенты фильтра.

Вообще, раз это новая тема, то надо бы объяснить что же Вы делает, для чего этот фильтр, для людей которые не знают предыстории (да и для тех кто знает, лучше иметь всю информацию в одном месте).

Есть необходимость оцифровать сигнал в пределах -10..+10В, в качестве АЦП используется интегрированный АЦП микроконтроллера ATmega16. Было решено использовать ОУ дифференциального включения для смещения диапазона входного сигнала в предел 0..5В (предел измерения АЦП МК ATmega16). На входе АЦП необходимо установить ФНЧ с частотой среза 7,5кГц (расчет в первом сообщение). Для расчета ФНЧ решил использовать программу FilterPro. Вся проблема заключается в том, что моих скромных знаний не хватает, чтобы определиться какие именно значения необходимо подставить в моем случае в окне мастера (скриншот в первом сообщение).

Gain (A0) = ?
Passband Frequency (fc) = ?
Allowable Passband Ripple (Rp) = ?
Stopband Frequency (fs) = ?
Stopband Attenuation (Asb) = ?

Буду очень благодарен, если кто-нибудь мне поможет разобраться. Также интересуют советы по тому, какого порядка должен быть ФНЧ и какой вид реализации лучше выбрать.

Искать на тему анти-алиасинговый фильтр ( Anti-aliasing Filter )
Критерий - снизить погрешность от наложения до требуемого уровня.
К примеру, не выше погрешности квантования.

Если использовать фильтр Баттерворта, который имеет АЧХ
K(w)^2 = (1 + (w/wc)^2*n)^-1

то при требовании K = 1000 ( 60 дБ ) и w/wc = 2 ( 15 кГц / 7.5 кГц )
получаем
n = Lg(k^2-1)/(2*Lg(2)) ~ 10

Т.е. достаточно фильтра Баттерворта 10-го порядка.

Для эллиптического - меньше.

Вроде так

Сейчас обычно схемотехнически ставят ФНЧ первого порядка на RC и фильтр высокого порядка на переключаемых конденсаторах ( микросхема )

Ув. Сталкер27, Вам должно быть понятно, что аналоговый фильтр 10-го порядка теоретически возможен, но практически его делать нет смысла (некоторые правда строят такие). Есть два выхода:
- Применить две интегральные схемы фильтров 5-го порядка на переключаемых конденсаторах (от Махим), поставив перед этой гирляндой и после нее НЧ фильтры 1-го порядка (убрать наложение в этих фильтрах и в последующем АЦП).
- Применить одну интегральную схему фильтра на переключаемых конденсаторах (от Махим), поставив перед ней и после нее НЧ фильтры 2-го порядка (убрать наложение в этих фильтрах и в оследующем АЦП). Итого 9-й порядок. Можно добывить еще один порядок на входе этой гирлянды.
- Наилучшее решение - повысить частоту отсчетов в АЦП в несколько раз. Тогда от частоты среза фильтра до частоты (Fs-Fc =частота отсчетов минус частота среза), будет достаточно пространства, где успешно сработает ФНЧ 4-го порядка или даже 2-3-го (в зависимости от выбранного соотношения частот). Все это считается легко. Наверное Вам очевидно, что большее сотношение позволяет использовать меньший порядок ФНЧ. Но порядок имеет ступенчатое поведение (скажем, для Баттерворта - 6дВ на октаву на один порядок). Поэтому, "методом последовательного приближения" можно получить Вам и только Вам нужный компромиссный вариант.
Ну и последнее. Частота отсчетов вдвое выше частоты среза соответствует теореме отсчетов (Найквиста-Котельникова). Но это теорема ограничительная и она не предлагает методов как это сделать и какие при этом потери качества тракта сигнала (даже применяя ФНЧ огромных порядков). На деле происходит потеря либо качества фильтрации, либо качества очистки наложения спектров, либо обоих. Поэтому надо это соотношение повышать и не морочить себе голову с ФНЧ 10-го порядка.

Чтой-то я не понял - кому эта сентенция, мне или ТС ?

Что ТС спросил, то, в назидательных целях, я ему и выдал.
Будут дальше вопросы - будем совместно вправлять "мозг" ТС.

"Правильное решение - следствие большого опыта, большой опыт - следствие большого числа ошибок" (С) чей-то

"Лучшим способом обучить является не предоставление решений, но указание путей к ним" © Jeer.

>что аналоговый фильтр 10-го порядка теоретически возможен, но практически его делать нет смысла >(некоторые правда строят такие)

Надо полагать, что в фирме Maxim работают идиоты, если выпускают микросхемы фильтров 5-го, 8-го порядков.

>Наилучшее решение - повысить частоту отсчетов в АЦП в несколько раз.

Конечно. А еще лучше: использовать DSP-чип, заказать работу на сторону, пригласить пришельцев..

Ув. TSerg. я и начал свое пространное послание с обращения "Stalker27". А Ваше сообшение использовал для продолжения Вашей выдачи. Извините, если что-то получилось негладко.



Эти фильтры на переключаемых конденсаторах, которые также внутри чипов. И чувствительность АЧХ к разбросу элементов у них значительно меньше, чем у аналоговых. Параметры плавают, практически, только с внешней частотой и линейно от нее (которая может быть легко получена с точностью Е-5...Е-6) (ну и температурой также). Что и позволяет получить стабильные хар-ки. В отличие от чисто аналоговых, когда только для одного звена второго порядка разброс 4-х компонентов определяет разброс частоты среза звена и неравномерность в полосе пропускания от изделия к изделию. В аналоговых фильтрах разброс частоты среза и неравномерность в полосе быстро растет в зависисости от порядка (характеристики звеньев ведь перемножаются), что требует применения сильно прецизионных конденсаторов и резисторов. Поэтому специалисты стараются ограничиваться 4-м порядком в фильтрах с использованием резисторов 1% и конденсаторов 5%. Вы можете найти описания работающей аппаратуры с фильтрами 7-порядка, в которых использованы резисторы 0.5% и конденсаторы 1% и 2%.



У ТС заявлена частота сигнала 7.5кГц, что не ахти как много. Правда он не совсем в теме и, возможно, эта частота высосана из пальца.
Ув.TSerg, Ваше ерничение и 10-й порядок в Вашем сообщении для аналогового ФНЧ и вызвало столь детальное сообщение (старался быть кратким, если что не понятно, постараюсь растолковать). 10-й порядок для аналогового ФНЧ и выбор частоты опроса ровно вдвое выше частоты среза фильтра - это нонсенс. Это даже мои босы-тоже бывшие программисты уже знают.

Если, что - класс фильтров на переключаемых кондесаторах, это тоже класс аналоговых фильтров.
Одна микросхема MAX291 реализует ФНЧ Баттерворта 8-го порядка.
Две, каскадно соединенные MAX280 - 10-й порядок.

С учетом оверсемплинга, потребуется предварительный филтр, не более чем 2-го порядка.

То, что предложено ТС - это попытка заставить его думать над соответствием исходных данных и сложностью физической реализации.

"Я не предлагаю решения, я заставляю думать" (С)

OK.
Ваш метод понятен.
У меня несколько отличающийся подход. Меньше загадок - лучше. И вообще: "человек может понять только то, что уже знает".

Большое спасибо за ответы. 10-й порядок я конечно даже пытаться собрать не буду, я пологал обойтись максимум 2-4 порядка. За идею с Махим спасибо, я до этого искал готовые решения фильтров, но ни чего кроме К298ФН найти не смог. На сколько я понял достичь предельного значения 7,5кГц проблемно, нужно либо понижать частоту сигнала, либо повышать частоту АЦП???

Не много уточню задание, устройство собирается в качестве дипломной работы. Источником аналогового сигнала является генератор шума Г2-57. В принципе использовать его предельную частоту сигнала не обязательно. Если мой вывод выше верен, то не используя внешнего АЦП остается только понизить частоту подаваемого сигнала = ФНЧ меньшего порядка?

Мне хотелось бы уйти от всех усложнений схемы, сделать максимально простой вариант. Мне важно, чтобы моя разработка работала.

Вообще-то у ATMega16 не рекомендуется обрабатывать сигналы в полосе более 4 кГц из-за нелинейных эффектов в канале усиления.
Так, что выбирая частоту среза 4 кГц Вы сильно низите требования к фильтру.

Дальше:
1. Частоту выборки встроенного АЦП можно повысить, если пожертвовать разрядностью ( точностью ).
2. Требование -60 дБ на частоте Найквиста для реальных сигналов сильно завышено, т.к. спектр физических сигналов ( звук, голос, сейсмограммы...) обычно имеет убывающий характер от частоты.
Так, если допустить, что на частоте Найквиста мешающий сигнал имеет уровень -20 дБ от полезного, требования к фильтру: -40 дБ, а это даже на ОУ легко реализуемо.

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.).


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)?

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?

Vin = -1..+4 V;

>Не знаю, можно ли считать АЦП в этом случае 8-ми разрядным
Да.

Для полосы в 4 кГц при частоте дискретизации 15 кГц достаточно ФНЧ Баттерворта 4-го порядка.
Это тривиальная вещь и не надо на переключаемых, если только хочется с ними ознакомиться.



Скорее всего в большинстве случаев дают самые начальные теоретические основы.
Если дают

Ну да, если бы входной сигнал был озвучен ТС, то все допущения (от общего случая) можно было бы найти. А так приходится гадать, что бы такое предложить, чтобы решить все проблемы ТС.

Он его озвучил - от стандартного генератора шума
Полоса 4 кГц ограничена по линейности встроенным усилителем в АЦП ATMega*

Я учусь заочно, материал дают очень краткий, т.к. времени дается мало. Работаю вообще не по этой специальности. Я подходил к своему руководителю дипломной работы, тот сказал, что у него сейчас нет времени вникать, типа когда будут законных 3 мес. на дипломную подготовку тогда и будет разговор. За 3 мес. я не уверен, что осилю ТЗ, ПЗ, чертежи и сам прототип устройства (да и отпуск в 3 мес. мне вряд ли вообще дадут). Так что весь материал приходится искать самому.


Разве не 3дБ?



Я посмотрел по ДШ, вроде как входной сигнал до 4В. А у меня диапазон до 5В, так что не совсем подходит мне эта микросхема...



20*log(256)=48,1 дБ => Подставляю в FilterPro данные следующим образом:

Gain (A0) = 1V/V 0dB
Passband Frequency (fc) = 4000Hz
Allowable Passband Ripple (Rp) = 3dB (3дБ при Баттерворте)
Stopband Frequency (fs) = 15000Hz
Stopband Attenuation (Asb) = -45dB (Уменьшил до 45 т.к. при 48 программа генерит уже 5-ый порядок)

Прилагаю файл с фильтром и графиком, все ли верно получается?

Да, вроде нормально.
Только ряд лучше взять E24 ( 5% )

6 dB для Баттерворта. Читайте теорию (или проверьте хотябы по полученной характеристике. характеристика в полосе задерживания линейная в логарифмическом масштабе и проверяется все тривиально: разница двух затуханий при шаге по частоте 2 раза делится на порядок фильтра).

>Allowable Passband Ripple (Rp) = 3dB

Если у Вас метрологически нормируемое устройство, то неравномерность 3 дБ в полосе пропускания очень плохо, т.к. Вы будете с каждым новым экземпляром
фильтра иметь новую АЧХ, которую придется поверять.

При АЦП 8р и допустимой дополнительной погрешности 1 мзр Вы обязаны иметь погрешность АЧХ фильтра в желаемом диапазоне не хуже 0.4%.

При рекомендованных ( по доставабельности ) 5% номиналах такая погрешность обеспечивается в дипазоне от 0 до примерно 1500 Гц, а дальше "плавает", имея ожидаемый спад на 3 дБ на частотет среза 4 кГц.

При использовании рядов E48 ( 2% ) и лучше, плоская АЧХ достигает 2300 Гц.
В реальности все еще будет плавать по температуре.

To Stalker27

Полагаю, что для диплома это не надо, но надо понимать и быть готовым к вопросам. Вопрос чувствительности параметров фильтров к разбросу параметров компонентов в тех литературе рассмотрен. В простейшем случае можно симулятором получить разброс характеристик при заданном разбросе параметров компонентов. Я, например, пользуюсь Pspice-ом и там есть метод Монте-Карло.
Конечно, для получения меньшего разброса параметров надо выбирать соответствующую структуру фильтра (если это допустимо в рамках проекта), компоненты с меньшим (доступным) разбросом. Для резисторов разброс в 1% - доступен. Для конденсаторов (малых габаритов, SMD) даже 5% не всегда. При желании получить меньший разброс параметров фильтра фильтр надо пересчитать. В Вашем случае, например, увеличив величины всех резисторов в 10-100 раз и во столько же раз уменьшить величины конденсаторов (в одно и то же число раз). Параметры фильтров остаются теми же. При рассчетах проверять наличие компонентов с нужными параметрами или применять компромисс. Можно еще сильнее уменьшить разбросс параметров фильтров, но, то что описано делается легко и непринужденно. Дальнейшие шаги - сложнее и дороже. Увлекаться нельзя: нижним пределом для конденсаторов НЧ (до частот 100-300 кГц) фильтров я считаю 47-100 пФ из-за вклада паразитных емкостей. Верхним пределом для резисторов - 200К-300К (из-за растущего влияния входных токов операционников и (в общем случае), следовательно, сдвига (Offcet) уровня. (Компромисс, понимаешь) Хотя операционники с входным током даже пикоамперы (для выбранных частот) не проблема.
Успехов.
П.С. Похоже Stalker27 Козерог по гороскопу - загодя стелит газетку где можно упасть.

Да ничего - я тоже Козерог

P.S.
Для случая ТС и метрологической ( с учетом всех сделанных замечаний ) АЧХ, будет использование:
- структура Сален-Ки ( меньше влияние разброса )
- тип - Чебышев, 0.1 дБ
- компоненты 2% ( Е48 )

Схема:


АЧХ в цифрах:


P.P.S.
Для реализации - обратить внимание на требование по GWB ОУ ( усиление * полоса = const )
Поскольку фильтр с усилением 1, то ОУ должны иметь частоту единичного усиления не менее, чем указано на схеме.

Большое спасибо за ответы. Нет ли у кого примера математического расчета ФНЧ Чебышева по схеме Саллена-Кея? Как определить порядок фильтра вроде бы нашел (в приложение).

Нет ли необходимости при расчете указывать не 15000Гц, а 7500Гц? Все таки АЦП будет производит преобразования с частотой 15кГц, не внесет ли это какой-либо погрешности? В ДШ на МК написано, что «на вход АЦП не вносились частоты выше fАЦП/2». Имеется ввиду частота работы АЦП или частота преобразования?

Я собираюсь выводить записанный сигнал через шим, как это сделано в апноуте AVR335: Digital Sound Recorder with AVR and Serial DataFlash. В этом случае я могу на выход поставить тот же ФНЧ, что и на входе АЦП?

Справочник по активным фильтрам. Джонсон


К фильтру после ШИМ другие требования.

В аппноте из Вашего поста все хорошо описано по работе с PWM.

Если не названа тема диплома и нет элементарного ТЗ, то вся наша помощь Вам - коту под хвост.
С другой стороны, помощь не заменит самостоятельной работы над дипломом.
Так, что увы, рекомендация одна - учиться.

Да, тяжелый случай.
У простых АЦП есть частоты (для простоты и тех, кто в танке):
1. Частота отсчетов - fАЦП. Обычно выбирается исходя из требований к максимальной частоте аналогового сигнала на входе или выбирается сначала, а потом определяется махимальная допустимая частота аналогового сигнала (в зависимости от имеющихся требований) (см также п.3),
2. Тактовая частота - тактовая частота цифровой части/интерфейса, которая подается на АЦП для работы его логики над преобразованием. Например, на каждый отсчет АЦП последовательного приближения (SAR) приходится много тактов (например, 22 - 26, в зависимости от семейства, может быть больше). Для других типов - число другое.
3. Максимальная частота входного (аналогового) сигнала. Требует применения теоремы отсчетов - чтобы в идеале «на вход АЦП не вносились частоты выше fАЦП/2». Но это идеальный теоретический предел, от которого надо отступать и использовать вместо двойки (fАЦП/2) число побольше (см. сообщение #9).
Все 3 указанные частоты АЦП можно назвать "частотами его работы".

Взял материал из книги "Джонсон Д.Справочник по активным фильтрам. 1983", начал делать расчет. Ни чего не пойму, при K=1 в расчете R2, как не крути, под корнем получается отрицательное значение. Как же быть?

Наверное, имелось в виду в расчете R1 - там корень. Используйте СИ рассчетные величины: Фарады, Омы, Герцы. Проверьте, у меня нормально - второй член под корнем при К=1 равен 0, первый член под корнем (В*В примерно 0.5), далее вычитается малое значение.

У меня как то так...

А у Джонсонов как то так...

Можно по подробнее, что не так? Это то что под корнем.

Под конем величина больше 0.
Пож-ста, цифры уж сами...

У меня же так и есть, только под корнем < 0.

Все же невооруженным взглядом вижу разницу у Вас в экселе и у меня. У Вас фрмула не такая под корнем и какие-то С3 и С4 и B2 (в рассчетах участвует только В и он у Вас в таблице), отсутствующие в колонках таблицы. Но результат - под корнем действительно <0.
Похоже у Джонсонов негладко написано. Рассчет приводится для Сален-Ки с коэффициентом усиления >1. Посмотрел англ. вариант - то же самое.
Для К=1 посмотрите пристегнутый материал (стр. 15-17, 16.3.2 Second-Order Low-Pass Filter). Чтобы правильно использовать коэфф. Баттерворта, обратите внимание на разницу представления знаменателя в формуле коэффициента передачи звена второго порядка у Джонсонов и в этом материале, чтобы правильно использовать коэфициенты нормированных таблиц фильтров.
Методика такая:
Зная частоту, задаете С1, считаете С2, затем R1 и R2.

С3, С4, B2 и т.д. это адреса ячеек, откуда он подставляет значения. Формула работает верно.

Спасибо за материал. Единственное не понял, тут С1 взят на бум?

Да, согласен, не посмотрел.

Процесс вообще-то итерактивный. Для начала задается один из элементов (например С1). Далее определяются остальные компоненты, далее ищутся близкие по доступности и другим параметрам (разброс, напряжение, ТКЕ, габариты, цена). Если что-то не так (не нравится, например, очень маленькие величины резисторов, нет доступных близких номиналов с нужным разбросом) - изменяются исходные данные и пересчитываются все компоненты.
Выбор С2>(~)4С1 не случаен. Разница примерно в 3-7 раз обеспечит минимальную чувствительность параметров фильтра в серии к разбросу компонентов.

Соотношение С2>4С1 у меня не получилось в первом звене. Вечером соберу схему в протеусе. В нем реально проверить характеристику получившегося фильтра?

Вот смотрю я сейчас на эти 2 разные формулы и просто материться хочется… Все дело в расчете С1 и С2.

Ничего страшного - функция чувствительности не острая. Надо стараться выполнять еще одно (более тонкое) условие: звенья в фильтре должны подключаться с нарастающей частотой среза и добротностью от входа к выходу (обычно таблицы для Баттерворта это учитывают).

С Протеусом знаком по наслышке. Моделирую в PSpice (Orcad) или LTSpice (Linear Technology). Есть еще Tina (TI) и Workbench (TI, раньше National). Все, кроме первого, бесплатные. У первого- студенческая версия бесплатная. У каждого есть свои преимущества и недостатки. Почему PSpice-ы? У них есть замечательная вещь - метод Монте-карло, позволяющий определить разброс параметров схемы при заданном разбросе параметров компонентов (и найти, таким образом, поведение схемы поближе к реальной жизни в серии) и, если нужно, выбрать другие компоненты. И/или провильно задать границы параметров для тестирующего оборудования. Кроме того, миллионы профессионалов проверили и проверяют эти программы и дают обратную связь их разработчикам, что позволяет последним делать работы над ошибками. Как я знаю Протеус - инструмент радиолюбителей. Ну а для схоластических и домашних работ все это не важно.

Мне сдается, что в Вашу таблицу вкралась ошибка в определении емкостей - они должны быть в 1000 раз больше. Посмотрите внимательно на переход от Фарад к пФ (12-я степень). Выбор минимальных емкостей желательно не делать ниже 47пФ, а резисторов не ниже 1К (и не больше 300К-400К) (ну конечно для разумных частот среза).

Да, действительно у меня были нФ, поправил. Но теперь проблема в том, что при С1=47пФ я получаю R2 аж в мегаомах.

47пФ - отнюдь не закон. И хорошо, что появилось подозрение к мегаомным резисторам.
Есть 2 варианта помочь в "беде".
1. Прямой метод.
- Задаем С1 по-новой (см. об итерактивном процессе выше), скажем, 1000пФ и пересчитываем остальные величины.
- Если опять не укладываемся в некие рамки (см. выше), корректируем С1 - и по новой.
- Сходимость такой процедуры хорошая (в зависимости от интелекта и опыта индивидуума).
- Сверяем полученные результаты со Спайсом (с любым достаточно широкополосным ОУ - не менее 50 раз более вашей частоты среза).
2. Изощренный метод.
- Полученные при первом проходе величины (47пФ, мегаомы) подставляем в Спайс (с любым достаточно широкополосным ОУ - не менее 50 раз более вашей частоты среза и такими входными токами, которые не создают на рассчитанных мегаомных резисторах заметных напряжений до величины питания) и проверяем результаты (частоту среза, неравномерность в полосе пропускания, крутизну в полосе заграждения).
- Если все нравится выбираем из ВСЕГО фильтра конденсатор с наибольшей емкостью, умножаем ее на определенной число так, чтобы не "заехать", скажем, выше 10000пФ.
- Умножаем ВСЕ величины конденсаторов ВСЕГО фильтра на ТО ЖЕ число.
- Делим ВСЕ величины резисторов ВСЕГО фильтра на ТО ЖЕ ЧИСЛО.
- Меняем в Спайсе величины и убеждаемся, что все в порядке.
- Если есть расхождение с первым прогоном в Спайсе, проверяем рассчеты.
- Итерации также возможны.
Замечание для нетерпеливых. Множитель и "разумные" ограничения величин компонентов приведены для заданной в исходной теме частоты среза в 4кГц. Все это можно менять линейно, в зависимости от исходных и полученных данных.

В итоге получилось так. Пойдет такой вариант? В качестве ОУ предполагаю использовать уже имеющиеся LM358N.

И какой выбор сделать правильнее:

конденсаторы керамические
КМ5Б-М1500 5% "5" RUS

конденсаторы пленочные
К73-17 (5-10%)имп. пол.плен. Китай

1. Я Ваши рассчеты не проверял.
2. Я вижу 2 звена в фильтре, но вижу только 3 конденсатора в тавлице.
3. Выбирать конденсаторы надо как можно ближе к рассчитанным величинам: С2-1=270пФ, С2-2=1500пФ.
4. тоже относится и к резисторам. Е96 ряд - не экзотика и лучше использовать его и разница в цене мизерная (вообще комплектация - это примерно 25% от себестоимости электронной аппаратуры обычного класса. И сколько там резисторов по весу (цене)?). Я уже лет 15 применяю только 1% резисторы во всех обычных случаях. Итак R1-1=88.7K, R1-2=30.1K, R2-1=243K, R2-2=107K
5. Не знаю, чем вызван выбор ОУ. Посмотрите, мах входной ток =0.3мкА. Умножаем его на суммарное сопротивление двух резисторов во втором звене (250К) и получаем выходное напряжение 105мВ. Если это устраивает, или диапазон температур мизерный, можно включить дополнительный резистор такой же величины в разрыв обратной связи ОУ (в Сален-Ки это легко). На практике скомпенсировать этот сдвиг удасться в 3-4 раза
Главное: От Спайса не уйти. Вы бы быстро пришли бы к таким же рекомендациям, если, конечно, они важны для вашего случая.

C1 в обоих звеньях одинаковы - 220пФ.

C1-1 и С1-2 в обоих звеньях одинаковы - 220пФ.


При С2-2=1500пФ под корнем снова минусовое значение, поэтому С2-2 у меня 2200пФ. Кстати в формуле написано, что номинал С2 должно быть больше или равно полученному значению, возможно по той самой причине.


Дело в том, что я живу в Мос. обл., у нас радиодетали не продают, заказывать почтой - это 10руб за резисторы + 200руб за пересылку. Тем более, не так давно на ebay был куплен набор 1% резисторов ряда E24. Хотел бы этим и обойтись. Ну раз нет, то буду думать.


Просто у меня их 5 штук лежит. Если не они, то какие посоветуете?


Вообще очень хотелось бы успеть собрать данный фильтр в течение ближайших 2 недель и показать преподу работу самого прибора. Раз конденсаторы все равно покупать, за одно куплю и резисторы с нужными ОУ. Кстати я так и не понял, вроде как тут лучше использовать пленочные конденсаторы, но номинал 270пФ например я не нашел. Керамика в моем случае пойдет?