РАСЧЕТ ФНЧ ЧЕТВЕРТОГО ПОРЯДКА

Фильтр получен путем каскадного включения двух ФНЧ второго порядка.

Расчет ведется в соответствии с п. 2.4. Коэффициенты звена второго порядка фильтра Баттерворта берутся из приложения A [1]. Для звена второго порядка В=1,1 и С=1,1. По условию курсовой работы К=1 и f_c=18000 Гц.

Расчет звена второго порядка:

· Значение емкости С₁ выбирается близким к значению 10/f_c мкФ.

10/f_c мкФ=10/18000 мкФ=0,55 нФ.

Выберем значение С₁=0,6нФ.

· С₂ выбирается из условия .

Получаем условие С₂£0,165 нФ. Выбираем С₂=0,16 нФ.

· R₁ находим по формуле

R₁=21,4 кОм.

· R₂ находим по формуле

R₂=34,6 кОм.

· Значения элементов C₃, C₄, R₃ и R₄ выбираем следующими:

C₃=C₁=0,6нФ, C₄=C₂=0,16 нФ, R₃=R₁=21,4 кОм, R₄=R₂=34,6 кОм.

РАСЧЕТ ФВЧ ЧЕТВЕРТОГО ПОРЯДКА.

Фильтр получен путем каскадного включения двух ФВЧ второго порядка.

Расчет ведется в соответствии с п. 3.3. Коэффициенты звена второго порядка фильтра Баттерворта берутся из приложения А [1]. Для звена второго порядка В=1,1 и С=1,1. По условию курсовой работы К=1 и f_c=100 Гц.

Расчет звена второго порядка:

· Емкость С₅=C₆ выбирается произвольно. Пусть С₅=C₆=100 нФ.

· R₆ находим по формуле:

R₆=31,8 кОм

· R₅ находим по формуле:

R₅=8,76 к Ом.

· Значения элементов C₇, C₈, R₇ и R₈ выбираем следующими:

C₇=C₈=C₅=C₆=100 нФ, R₇=R₅=8,76 кОм, R₈=R₆=31,8 кОм.

ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ.

ОУ выбираем из условий, что его коэффициент усиления должен быть больше коэффициента усиления фильтра минимум в 50 раз и частота среза ОУ была значительно больше частот среза фильтра.

Исходя из этих соображений выбираем ОУ К574УД1А со следующими характеристиками:

напряжение питания ±15 В;

потребляемый ток 8 мА;

минимальный коэффициент усиления 5e+04;

напряжение смещения 50 мВ;

входной ток 0,5 нА;

входное сопротивление 10 ГОм;

граничная полоса частот 10 МГц.

Выбор резисторов и конденсаторов:

Поскольку в нашем случае достаточно применять элементы с 5%−ным допуском, резисторы и конденсаторы выбираем из ряда Е24, который включает в себя следующие значения:

Для построения схемы будем использовать металлодиэлектрические резисторы Р1−4, для которых диапазон значений сопротивлений – 10…10⁶ Ом. Максимальную рассеиваемую мощность резисторов определяем из условия Р_н>I²R, где I − входной ток ОУ, R − номинальное сопротивление резистора. Для всех резисторов, входящих в схему, это условие выполняется для Р_н=0,25 Вт.

В соответствии с таблицей и рассчитанными значениями сопротивлений получаем:

Конденсаторы выберем типа К10−17 и К10-17-1, для которых диапазон значений емкостей составляет 910пФ-1,5мкФ и 2,2пФ-22000пФ соответсвенно:

Спецификация по приведенным выше элементам представлена отдельным файлом Specification.doc.