Выбор схемы полосового фильтра

Micro-Cap предлагает 8 схем для моделирования: Acker-Mossberg, Sallen-Key, MFB, Tow-Thomas, Fleischer-Tow, KHN, DABP, Tow-Thomas2. На панели задач найти Design ->Active Filters. Выбрать ячейку Implementation-> Circuit. Затем левой кнопкой мыши выбрать нужную схему.

 

 

Выберем схему для полосового фильтра при операционных усилителях марки OP17E и идеальных RC-элементах. АЧХ полосового фильтра со схемой Acker-Mossberg приведена на рис.7.

 

 

 Рис.7.  АЧХ полосового фильтра со схемой Acker-Mossberg.

 

На мой взгляд, схема Acker- Mossberg оптимально подходит для данного полосового фильтра. Возьмем, например, схему Tow-Thomas.

 

 АЧХ полосового фильтра со схемой Tow-Thomas приведена на рис.8.

 

Рис.8.  АЧХ полосового фильтра со схемой Tow-Thomas.

 Возьмем схему KHN. АЧХ полосового фильтра со схемой KHN приведена на рис.9.

 

 

Рис. 9. АЧХ фильтра полосовых частот со схемой KHN.

                                                                   

АЧХ полосового фильтра со схемой Acker-Mossberg оказалась лучше АЧХ полосового фильтра со схемами Tow-Thomas и KHN, поэтому я выбираю схему Acker-Mossberg.

 

    4. Выбор типов RC-элементов.

Выбор RC-элементов следует проводить после того, как подобраны операционные усилители (в зависимости от количества операционных усилителей в схеме) и сама схема. Для выбора RC-элементов необходимо на панели задач найти Design ->Active Filters, выбрать ячейку Implementation->.

 В окошке найти Resistor Values и Capacitor Values. Перед словом exact убрать галочки.

С помощью нажатия Browse выбрать типы резистора и конденсатора, например Meta l. Res и Polypro 1.cap. Необходимо также учитывать фактор шкалы, чтобы подобрать резисторы и конденсаторы, совпадающие со значениями ряда E192.  Для этого необходимо на панели задач найти Design ->Active Filters, выбрать ячейку Implementation->. Затем выбрать Impedance Scale Factor.  У меня получилось подобрать RC-элементы при  Impedance Scale Factor = 0.01

АЧХ полосового фильтра с Impedance Scale Factor 0.01 приведена на рис.10.

     Рис.10. АЧХ полосового фильтра с Impedance Scale Factor 0.01. 

 

     5. Определение влияния разброса температуры методом Monte Carlo.

 

На панели задач найти Analysis-> AC->RAN->Monte Carlo. У пользователя есть возможность определить разброс температур по трем законам распределения: по равномерному  (Uniform), по нормальному (Gauss), (Worse Case).

Влияния разброса температуры по равномерному закону распределения приведено на рис.11.

        Рис.11.  Влияние разброса температуры по равномерному закону распределения.

 

Влияние разброса температуры по нормальному закону распределения приведено на рис.12.

 

 

            Рис.12.  Влияние разброса температуры по нормальному закону распределения.

 

Влияния разброса температуры по Worse Case приведено на рис.13.

 

              Рис.13.  Влияние разброса температуры по Worse Case.

Рис.14. Схема активного RC- фильтра полосовых частот.

 

Как видно из рис.10. реальная АЧХ активного полосового RC-фильтра почти совпала с идеальной. Реальная АЧХ активного полосового RC-фильтра полностью не может совпасть с идеальной в силу не идеальности элементов цепи.

 Наибольший разброс температур наблюдается при Worse Case распределения.

                                                             

Вывод.

               В результате проведенной работы был спроектирован активный полосовой фильтр, АЧХ которого приведена на рис.10, а схема приведена на рис.14.