Вопросы уменьшения уровня сигналов во внутренних узлах лестничных полосовых активных фильтров, построенных путём преобразований их аналогов-лестничных lcr-цепей

Вид материала

Документы

Подобный материал:

• Элементы активных фильтров, 75.73kb.
• Целью данной работы является изучение основных принципов действия активных фильтров,, 248.58kb.
• Инструкция по эксплуатации, 124.06kb.
• Исследование интегрирующих и дифференцирующих цепей, 177.42kb.
• Тема пространство и метрология сигналов физическая величина более точно определяется, 595.48kb.
• Отчет по лабораторной работе №: 14 Изучение свободных электромагнитных колебаний, 137.4kb.
• Рабочая программа учебной дисциплины «Цифровая обработка сигналов» Направление подготовки, 118.61kb.
• Е. В. Чепин московский инженерно-физический институт (государственный университет), 30.85kb.
• 4. Методы расчёта сложных электрических цепей, 190.12kb.
• Схема замещения Критерии качества сглаживающих свойств фильтров, 96.21kb.

В.В. МАСЛЕННИКОВ, В.В. МЕЩЕРЯКОВ, ЗО МИН АУНГ,

Е.А. ЧУМАКОВ

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)


ДИНАМИЧЕСКИЙ ДИАПАЗОН ЛЕСТНИЧНЫХ
ПОЛОСОВЫХ АКТИВНЫХ ФИЛЬТРОВ
С ПОЭЛЕМЕНТНОЙ ИМИТАЦИЕЙ


Рассматриваются вопросы уменьшения уровня сигналов во внутренних узлах лестничных полосовых активных фильтров, построенных путём преобразований их аналогов-лестничных LCR-цепей. Производится сравнение динамического диапазона полосовых ARC-фильтров до и после преобразований.


В докладе [1] рассмотрена возможность расширения динамического диапазона лестничных полосовых активных фильтров путём преобразований Нортона их LCR-прототипа.

Было проведено моделирование и экспериментальное исследование фильтров, имеющих одинаковые АЧХ и обладающих следующими параметрами: полосовой фильтр Чебышева 6-го порядка, неравномерность 0,2 дБ, резонансная частота 1 кГц, полоса пропускания 100 Гц. Схемы активных фильтров до и после преобразований приведены на рис.1 и 2 соответственно [2].


В качестве конверторов полного сопротивления использована схема Риордана-Антонио [3], а емкости конденсаторов выбраны одинаковыми. При моделировании активных фильтров до и после преобразований были использованы микросхемы операционных усилителей (ОУ) типа LT1359.




Были исследованы выходные напряжения шумов U_вых.ш фильтров. Частотные зависимости спектральных выходных напряжений шумов в фильтрах до и после преобразования, полученные в результате моделирования, приведены на рис.3.


Рис. 3. Спектральные плотности выходного напряжения шума в схемах до и после преобразований LCR-прототипов



Р
Рис .2
езультаты моделирования показали, что выходное напряжение шума в полосе пропускания Δf = 0,946 кГц – 1,051 кГц = 105 Гц в ARC-цепи до преобразования составляло 537 мкВ. Напряжение шумов в схеме на рис.2 составляло 168 мкВ, т.е оно уменьшилось в 3,2 раза.

Максимальные напряжения на выходе фильтра U_{вых.макс}, определяющие верхнюю границу динамического диапазона (ДД), были определены из зависимости U_вых = f (U_вх) на частоте 1,05 кГц, на которой получалось максимальное напряжение шумов на выходе фильтра. Задаваясь определенным уровнем отклонения характеристики от линейной (10 %), можно определить U_{вых.макс}

На рис.4 приведены зависимости U_вых = f (U_вх) до и после преобразования. В результате моделирования получилось, что верхняя граница ДД на частоте 1,05 кГц до преобразования составляла 670 мВ, а после преобразования увеличилась до 3,48 В, т.е она увеличилась в 5,19 раз.




Рис .3


Рис. 4. Амплитудные характеристики схем фильтров до и после преобразований LCR-прототипов



Таким образом, динамический диапазон после преобразования увеличился за счет уменьшения выходного напряжения шумов и увеличения верхней границы ДД. В рассмотренных схемах фильтров до преобразования он составил 61,9 дБ, а в схеме после преобразования ДД = 86,3 дБ, т.е увеличился в 16,6 раз. Следует отметить при этом, что количество ОУ осталось неизменным, а, следовательно, потребляемая мощность также не изменилась.

Была проведена экспериментальная проверка приведенных результатов моделирования данных ARC-цепей до и после преобразования. Макетирование ARC-фильтров было выполнено на отечественных ОУ типа К140УД4. Поведенные эксперименты показали, что динамический диапазон ARC-фильтра после преобразования существенно расширяется.

Список литературы

1. Зо Мин Аунг. Возможность расширения динамического диапазона лестничных полосовых активных фильтров (Предыдущий доклад).
   
2. Масленников В.В., Мещеряков В.В., Зо Мин Аунг. Лестничные полосовые активные фильтры с расширенным динамическим диапазоном, Тр. междунар. конф. "Континуальные алгебраические логики, исчисления и нейроинформатика в науке и технике", Т. 4, Ульяновск 2004.
   
3. Справочник по расчёту и проектированию ARC-схем. Под ред. А.А. Ланнэ. М: Радио и связь, 1984.