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?

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

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?

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).

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.

...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?

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.

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...


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

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.))

...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 Нажмите для просмотра прикрепленного файла, 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

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

можете пояснить данный схемы,...и как по ним определить Fc1,2

У меня в OrCAD такой вариант ..

....а Вы что не можете по графику определить частоту среза..???

чем отличается первая и вторая схема в плане ачх и самого построения

С тем, что частоты среза звеньев ниже общей, мы тут дружно облажались, забыв, что у звеньев с добротностью выше 0,7 есть подъем АЧХ у резонансной частоты.
Параметры звеньев такие:
Fср1 = 0,719Fср = 3,6Гц, Q = 0,54
Fср2 = 1,390Fср = 6,95Гц, Q= 1,31
(можно в обратном порядке)


Однако, в Вашей схеме частоты звеньев Fрез=2p*sqr(R1*R2*C1*C2) являются резонансными частотами, а не среза - наверное, Вам нужно будет посмотреть внимательно то, что прислала galya.
Если не ошибаюсь,
Fср1 = 0,71Fрез
Fср2 = 1,39Fрез
(интересный кроссовер получился)


Про второе Вы правы, а насчет "как вычислить частоты среза обоих звеньев" повторюсь - порядок и тип фильтра четко задают параметры его звеньев. Коэффициенты передачи же являются просто множителями, на решение не влияют.

...в добавок к сказанному AlexeyW ...добавлю цитату из книги (Титце_Шенк - Полупроводниковая схемотехника)...
...ваш фильтр 4го порядка содержит два последовательно включённых каскада фильтров (структура Саллен-Ки) с результирующей частотой среза fc=5Гц ...из табл.13-6 следует что частоты среза каскадов отличаются ..
...рассчитаем используя коэффициенты из табл.13-6 для 4го порядка...
...(f1/fc)=0.719....f1=5*0.719=3.595Гц
...(f2/fc)=1.390....f2=5*1.390=6.950Гц

OK, спасибо, что напомнили.

Итак, номиналы компонентов расчитал, собрал схему. Скажите пожулуйста имеет ли эта схема места быть правильно ли она построенна? И как доказать и показать что напряжение увеличилось в 16.раз, я новичек в электронике и в Electronics Workbench Нажмите для просмотра прикрепленного файла

...схема построена с ошибками...
...входы операционников(140УД23...в EWB...????) подключены неверно(наоборот)..
...коэффициент усиления в полосе пропускания не есть 16...
...коэфициент усиления определяется отношением(в неинвертирующем включении) К1ус=1+(Ra/Rb)... К2ус=1+(Rc/Rd)

Напутал немного с сопротивлениями, сейчас переделал...по коэф усиления думаю все нормально вот схема
в чем еще ошибки? И можно ли назвать данную схему фильтром нижних частот 4 порадка по баттервотрту
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

...промахнулись в расчётах компонентов второго каскада...

насколько я понимаю, первый график 1 каскада второй график соответственно 2 каскада.,.где на графиках точки коэф усиления и частот среза моих данных

...на первом() скрине амплитудно-частотные характеристики каждого каскада по отдельности..
...на втором скрине амплитудно-частотные хар-ки первого каскада и сквозная характеристика фильтра
...соотносите точки контроля обозначенные на схеме как(VFx) с обозначениями на графиках АЧХ...
...коэффициент усиления по вертикальной оси(в дБ....Кус(дБ)=20*log(Uвых/Uвх))
...частота среза определяется как обычно по уровню(-3дБ)....

Немного не в тему - для чего Вы используете такие дикие номиналы, где Вы их достанете, если будете делать? Используйте стандартный ряд Е24, его тут более чем хватит для процентной точности.

Разве? Номиналы в фильтрах должны выбираться с максимально возможной точностью. 1% ряд давно не дефицит. И просто непонятно, как с 5% резисторами (и наверняка с 10% конденсаторами) достичь процентной точности.

Herz, мне кажется Вы смешали вместе тёплое (ряд номиналов) и мягкое (допуск). Разговор о том, что найти 1% резистор из ряда E24 намного легче, чем из E96.

данный фильтр будет использоваться в промыщленности, для усиления сигнала термопары...тем более он не будет рреализован..это все го лишь курсовой проект, преподаватель сказал..использовать номинальные значения именно такого допуска 1% и добав сопротивление 5%

Не понял Вашу мысль.

Вам говорят про РЯД, а не ДОПУСК.
ЗЫ. Согласен, вообще курсовик- это зря потраченное время

ЗЫЫ. Шучу

Вообще-то, ряд и допуск - вещи связанные. Не бывает резисторов с 5% допуском в 1% ряду. Так же нет смысла ориентироваться на номиналы из ряда Е24, если тебе нужны 1%-е резисторы и перед тобой ряд Е96. Более того, для достижения нужных параметров фильтра подходящих номиналов из 5% ряда может просто не найтись.

еще вопрос ..может мне кто нить пояснить про данные частотные характеристики..что они характеризуют и от чего завясят...

Думаю, это должен был сделать Ваш преподаватель.

А обратное - бывает! Чудо маркетинга.

...может мне кто нить пояснить про данные частотные характеристики..что они характеризуют и от чего завясят... могут пояснить - Титце _Шенк в своей книге "Полупроводниковая схемотехника"...
...а с грамматикой тоже проблемы..???

С максимально возможной - это не физический разговор Всегда есть характерные порядки величин.
Необходимая точность растет с увеличением добротности звеньев. В данном случае и при 1% резисторах и 5% емкостях АЧХ не сильно пострадает, это не фильтр Чебышева. Из того, что я предлагал Е24, не следует точность 5% - их можно включать последовательно или параллельно, как уже и есть, и получить любую нужную величину.
Реально мы не испытывали проблем с 5% емкостями, за исключением довольно узкополосного 8-го порядка, при этом еще содержащего фазовое звено (где важна ровная АЧХ при вращении фазы) - там добротности были около 2,5, и было два подстроечных элемента.


Это просто очепятки

Посмотрите даташит на обычный резистор от vishay: CRCWxxx. 5% резисторы выпускаются в серии E24. 1% резисторы - как в серии E96, так и в E24.

Я извиняюсь, кажется, я тогда отвечал на Ваше сообщение, не заметив, что там есть уже еще одна страница ответов, поэтому с моей стороны глупо получилось.
Да, естественно, 5% в ряду 96 невозможны, так как бессмысленны. Но ряд 96 действительно в большинстве случаев труднодоставаем, 24 - практически везде. То есть, использовав 96 в серийном изделии, можно сильно попасть. В данном случае - конечно, безразлично.

В смысле, в ряду 24? да, безусловно, но это легко решается всего одним лишним резистором (для базовой схемы с двумя R и двумя C)