|
|
|
FILTRE RC ACTIVE
OBIECTUL LUCRARII
Se studiaza raspunsul in frecventa al filtrelor trece jos si trece sus realizate cu amplificator operationale. Se studiaza pt. cazul particular al unui FTJ Butterworth de ordinul 2, sensibilitatea acestora la variatia valorilor unor parametrii.
A. Se calculeaza polii atenuarii pt. celulele FTJ3 si FTS2. Pt. aceasta se determina zerourile functiilor de transfer:
unde: 
; 
; 
4 kHz frecventa de
normare.
Se obtin: 
5656,85 Hz, 
2828,42 Hz.
C. Se determina senzitivitatea atenuarii FTJ Butterworth de ordinul 2 la variatia cu aproximativ 10% a rezistentei R1 la frecventele din tabelul de mai jos:
Rg
f(k)
0,5
1
2
3
3,5
4
4,5
5
6
8
10
11
50
U2 (v)
1.62
1.614
1.57
1.406
1.277
1.135
1
0.86
0.65
0.39
0.25
0.2
ai (dB)
-4.19
-4.15
-3.91
-2.95
-2.12
-1.1
0
1.31
3.74
8.17
12.04
13.97
600
U2 (v)
1.617
1.613
1.573
1.96
1.36
1.105
0.957
0.823
0.615
0.362
0.235
0.195
ai (dB)
-4.17
-4.15
-3.93
-2.89
-2.67
-0.86
0.38
1.69
4.22
8.80
12.57
14.19
S
-0.04
-0.16
0.05
-0.259
3.184
-2.615
3.604
1.588
0.978
0.551
0.194
D. Se determina
senzitivitatea atenuarii FTJ Butterworth de ordinul 2 pentru 
10%. Se completeaza tabelul 4:
f(k)
0,5
1
2
3
3,5
4
4,5
5
6
8
10
11
U2 (v)
1.789
1.802
1.828
1.721
1.587
1.425
1.232
1.06
0.776
0.451
0.288
0.238
ai (dB)
-5.052
-5.115
-5.239
-4.715
-4.011
-3.076
-1.812
-0.506
2.202
6.914
10.812
12.468
S
1.706
1.870
2.522
3.723
4.705
6.424
10
35.883
-6.986
-1.824
-1.136
-1.211
E. Se reprezinta grafic variatia in cele trei cazuri:
F. Se masoara atenuarea FTJ3, Bw4 si FCTJ.
FTJ3
Bw4
FCTJ
f (kHz)
U2 (V)
aim (dB)
U2 (V)
aim (dB)
U2 (V)
aim (dB)
0,5
0.914
0.781076
0.076
22.38373
1.476
-3.38173
1
0.921
0.714807
0.143
16.89328
1.487
-3.44622
2
0.967
0.291471
0.254
11.90333
1.515
-3.60825
3
1.08
-0.66848
0.382
8.358733
1.509
-3.57378
3,5
1.192
-1.52553
0.425
7.432221
1.505
-3.55073
4
1.352
-2.61953
0.416
7.618133
1.503
-3.53918
4,5
1.263
-2.02807
0.361
8.849856
1.23
-1.7981
5
0.514
5.780738
0.292
10.69234
0.45
6.93575
5,656
0.088
21.11035
0.221
13.11215
0.045
26.93575
6
0.212
13.47328
0.194
14.24397
0.14
17.07744
8
0.478
6.411442
0.103
19.74326
0.187
14.56317
10
0.547
5.240253
0.065
23.74173
0.139
17.1397
11
0.565
4.959031
0.053
25.51448
0.012
38.41638
G. Se masoara atenuarea FTS1 si FTS2:
FTS1
FTS2
f (kHz)
U2 (V)
aim (dB)
U2 (V)
aim (dB)
0,5
0.024
32.3958
0.285
10.9031
1
0.09
20.9151
0.262
11.634
2
0.387
8.24578
0.167
15.5457
2.828
0.481
6.3571
0.008
41.9382
3
0.782
2.13586
0.03
30.4576
4
1.12
-0.98436
0.277
11.1504
5
1.334
-2.50312
0.438
7.17052
6
1.448
-3.21537
0.512
5.8146
8
1.531
-3.6995
0.556
5.0985
10
1.557
-3.84577
0.568
4.91303
11
1.563
-3.87918
0.57
4.8825
Intrebari
a) Cum se explica independenta atenuarii cu Rg?
b) De ce senzitivitatea atenuarii la variatia cu rezistenta R1 s-a putut determina prin modificarea rezistentei interne a generatorului?
c) Cum explicati limitarea domeniului de frecventa in care pot fi realizate filtrele RC active cu AO ?
d) Pentru determinarea atenuarii de insertie in cadrul lucrarii s-a masurat U1 si nu Uos (vezi fig 3). De ce?
e) Prezentati comparativ avantajele si dezavantajele celulelor FTJ de ordinal II cu polul de atenuare la infinit si cu polul de atenuare finit.
f) Cum realizati un filtru trece banda folosind celule de ordinal II? Explicati grafic realizarea FTB.
g) Stiind ca in figura 2, Ra=2kΩ sa se determine valorile rezistentelor de reactie Rb necesare
realizarii FTJBw4.
a) Cum se explica independenta atenuarii cu Rg?
R: In cazul filtrelor active RC problema adaptarii dispare datorita faptului ca amplificatorul operational prezinta Zin tinde la infinit, Ziesire tinde la 0 si deci fiecare celula de ordinul 2 reprezinta pentru celula urmatoare un generator ideal de tensiune (teoretic).
b) De ce senzitivitatea atenuarii la variatia cu rezistenta R1 s-a putut determina prin modificarea rezistentei de intrare a generatorului?
R: Aceasta se datoreaza existentei in cazul real al unui curent de offset, iar pe rezistenta generatorului va cadea o tensiune.
c) Cum explicati limitarea domeniului de frecventa in care pot fi realizate filtrele RC active cu amplificatoare operationale?
R: Limitarea in frecventa a filtrelor RC active rezulta din limitarea in frecventa a elementelor active (A.O.). Pentru elementele pasive nu se pune aceasta problema.
f) Cum realizati un filtru trece banda folosind celule de ordin 2?
R: Un filtru trece banda se poate realiza prin inserierea a doua filtre: unul trece sus si unul trece jos.
