Переход к реализации передаточной функции в схеме

Имеются два основных способа проектирования схемы для реализации передаточной функции. В первом из них проектируется многокаскадный фильтр, а второй основан на моделировании многозвенной RLC-цепи.

Моделирование многозвенной RLC-цепи.

Этот способ заключается в моделировании многозвенной RLC-цепи с использованием активных элементов. RLC-четырехполюсники можно имитировать прямой заменой индуктивностей активными схемами, или используя многопетлевую обратную связь для реализации функции всей цепи.

Достоинства:

- частотные характеристики RLC-четырехполюсников, как правило, некритичны к допускам элементов, поэтому можно добиться точной реализации требуемой частотной характеристики.

Недостатки:

- сложная процедура;

- требуется много ОУ;

- сложность настройки из-за взаимного влияния элементов.

Данный способ рекомендуется использовать при производстве большого числа фильтров, требующих высокой точности АЧХ.

Многокаскадные фильтры.

Этот способ основывается на разложении передаточной функции на сомножители первого и второго порядков. Передаточную функцию каждого из полученных сомножителей можно реализовать по отдельности каскадами первого или втрого порядков, причем их взаимное влияние исключается.

Пусть задана передаточная функция:

,

которую можно разложить на линейные (первого порядка) и квадратичные (второго порядка) сомножители, т.е.:

.

Достоинства:

- простота проектирования;

- простота настройки, т.к. каскады можно настраивать по-отделности;

- малая потребляемая мощность, поскольку каждый каскад можно построить на минимальном количестве ОУ.

Недостатки:

- трудно обеспечить точную форму частотной характеристики, т.к. погрешность всех каскадов суммируются.

Поскольку последовательность включения каскадов может быть произвольной, имеется возможность получения оптимальной комбинации полюсов и нулей передаточной функции. Оптимальная комбинация зависит от конкретных условий, но в большинстве случаев обычно требуются следующие свойства:

- наибольший динамический диапазон, т.е. гарантия того, что ни один из каскадов не войдет в насыщение раньше других;

- минимальная зависимость от параметров ОУ;

- простота настройки.

Общее правило заключается в том, что нибольший динамический диапазон фитльтра достигается при максимально плоской АЧХ на каждом участке. Этого добиваются, объединяя в пары каскады с высокодобротными полюсами с каскадами, имеющими нули на максимально близких частотах.

Как и при сдваивании полюсов и нулей, в каждом конкретном случае можно найти оптимальную последовательность включения каскадов фильтра с разной частотой среза.

- Для увеличения динамического диапазона добротность полюсов каскадов должна увеличиваться от взода к выходу.

- при больших высокочастотных помехах каскад ФНЧ лучше включать на входе для того, чтобы изюежать погрешностей, связанных с ограниченной скоростью нарастания сигнала ОУ.

- Каскад ФНЧ или ПФ должен быть последним каскадом всего фильтра с тем, чтобы смещение по постоянному току определялось только смещением этого последнего каскада (касается только ФВЧ и ПФ).

Дата добавления: 2014-03-13; просмотров: 308; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!