Активный полосовой фильтр на операционном усилителе и его амплитудно-частотная характеристика
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
Московский Авиационный Институт
(Государственный Технический Университет)
Курсовая работа по дисциплине
Основы Радиотехники
На тему Активный полосовой фильтр на операционном усилителе и его амплитудно-частотная характеристика
Выполнила: студент 921 уч.группы
Логачев Д.С.
Проверил: Зеленевский В. В
2011
Задание
На курсовую работу по дисциплине
Основы Радиотехники
Студент: __________________________________, учебная группа _____
Срок сдачи: ____ мая 2011 г.
Тема: Активный полосовой фильтр на операционном усилителе и его амплитудно-частотная характеристика
. Исходные данные:
операционный усилитель - К140УР15;
коэффициент усиления на средней частоте - 2000;
нижняя частота среза - 1400 кГц;
верхняя частота среза - 1500 кГц;
напряжение входного сигнала - 0,05 В.
. Выполнить:
обосновать состав элементов и разработать принципиальную схему;
произвести электрический расчет элементов принципиальной схемы, начертить принципиальную схему устройства;
провести анализ полученных результатов (графиков, характеристик, параметров)
. Представить к защите:
Расчетно-пояснительную записку (до 12 листов), листы формата А4 с оформлением рисунков, заголовков, подрисуночных надписей, таблиц в соответствии с требованиями ЕСКД.
Литература:
1.Катаранов Б. А., Электроника и электротехника. Часть вторая. Электроника, 1999
2.Катаранов Б. А., Электроника. Пособие к практическим занятиям, 2000
Содержание:
Введение
1.Обоснование состава элементов устройства и разработка принципиальной схемы
2.Принципиальная схема устройства и расчет ее элементов
Заключение
Список литературы
Приложение 1
Введение
Электрическим фильтром называется четырехполюсник, устанавливаемый между источником питания и нагрузкой и служащий для беспрепятственного (с малым затуханием) пропускания токов одних частот и задержки (или пропускания с большим затуханием) токов других частот.
Диапазон частот, пропускаемых фильтром без затухания (с малым затуханием), называется полосой пропускания или полосой прозрачности; диапазон частот, пропускаемых с большим затуханием, называется полосой затухания или полосой задерживания.
В качестве пассивных фильтров обычно применяются четырехполюсники на основе катушек индуктивности и конденсаторов.
Различают также активные фильтры. Активными фильтрами называют частотно-избирательные электрические цепи, содержащие активные элементы. В настоящее время в качестве активных элементов широкое распространение нашли операционные усилители. Избирательные свойства таких фильтров в основном определяются выбором параметров пассивных элементов (R, C), а также схемами их подключения.
В связи с этим различают фильтры нижних частот, фильтры верхних частот, полосовые фильтры (а в последнее время и Т-образные фильтры) и режекторные (заграждающие). В данной курсовой работе мы будем рассматривать активный полосовой фильтр на операционном усилителе, назначение его основных элементов и амплитудно-частотную характеристику фильтра.
1.Обоснование состава элементов устройства и разработка принципиальной схемы
Необходимо произвести детальный электрический расчет активного фильтра на операционном усилителе. Эквивалентная схема такого фильтра представлена на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 - Эквивалентная схема активного полосового фильтра на операционном усилителе
Таким образом, электрическая схема будет иметь вид, представленный на рисунке 1.2.
Рисунок 1.2. - Электрическая схема активного фильтра на операционном усилителе.
Обоснование основных элементов:
С1 и R1 - R-C-цепочка, работающая как фильтр высоких частот; образует завал амплитудно-частотной характеристики в области нижних частот.
С2 и R2 - R-C-цепочка, работающая как фильтр нижних частот; образует завал амплитудно-частотной характеристики в области верхних частот. Наличие в схеме элементов С1, R1, а также С2, R2 позволяет осуществлять избирательность по определенной частоте, т. е. выделить необходимую полосу пропускания (что и является основной функцией полосового фильтра)
R3 - данное сопротивление минимизирует смещение. Его присутствие не является обязательным, однако стоит отметить, что для неинвертирующего усилителя сопротивления R1 и R3 делают равными для того, чтобы уменьшить изменения выходного сигнала, вызванные изменениями входных токов первого каскада усиления операционного усилителя
Ек1 и Ек2 - источники питания, создающие инвертирующий вход. Необходимость использования двух разнополярных источников - недостаток операционного усилителя. Использование инверсного входа в данном случае также является мерой борьбы с самовозбуждением (автогенерацией).- операционный усилитель, обеспечивает требуемый коэффициент усиления на средней частоте;
Входной сигнал в таких активных фильтрах всегда подается на инверсный вход операционного усилителя. В этом случае усилитель обладает высокой устойчивостью к самовозбуждению, прямой вход не используют из-за склонности такого усилителя к самовозбуждению.
2.Принципиальная схема устройства и расчет ее элементов
Необходимо произвести д