Filtry aktywne czasu ciągłego i dyskretnego

Transkrypt

1 Politechnika Wrocławka Wydział Elektroniki, atedra 4 czau ciągłego i dykretnego Wrocław 8 Politechnika Wrocławka Wydział Elektroniki, atedra 4 Filtry toowanie iltrów w elektronice ma na celu eliminowanie czy też zmniejzenie wpływu ygnałów o niepożądanej czętotliwości dla pracy czy też unkcji danego układu. Za pomocą iltrów można kztałtować impuly napięcio, bierać jedne i eliminować inne ygnały np. tunery to po protu przetrajalne iltry pamo. ażde urządzenie elektroniczne zawiera iltry. Filtry górnoprzeputo toowane ą częto jako pojemnościo przężenie między układami elektronicznymi (np. wzmacniaczami) celem zablokowania tzw. kładoj tałej. Filtry dolnoprzeputo do tłumienia ygnałów w.cz., które mogą przeniknąć przez pojemności łączników, albo zbliżonych do iebie przewodów powodując wzajemne zakłócanie obwodów elektronicznych. Politechnika Wrocławka, w porównaniu z iltrami paywnymi L, różniają ię wieloma zaletami, np. dużą tabilnością pracy, dokładnością, łatwością przetrajania czętotliwości, brakiem tłumienia ygnału użytecznego a nat możliwością jego wzmacniania, eliminacją elementów indukcyjnych (L) koztownych i niegodnych za względu na duże gabaryty. mogą pracować w zerokim zakreie czętotliwości - od tyięcznych części z do kilkudzieięciu, a nat do kilkuet kz. Górna czętotliwość pracy iltru jet ograniczona pamem przenozeniawo.

2 Politechnika Wrocławka odzaje Ze względu na poób działania iltry aktywne dzielimy na: - iltry o pracy ciągłej (ang. continou time ilter) - iltry przełączane (ang. witched capacitor) Ze względu na rodzaj charakterytyki czętotliwościoj iltry dzielimy na: Politechnika Wrocławka harakterytyka amplitudowa Pamo przeputo to zakre czętotliwości ygnałów przechodzących przez iltr bez znacznego tłumienia. Najczęściej przyjmuje ie, ze krańcem pama przeputogo jet czętotliwość, dla której wzmocnienie iltru maleje o db. Pamo zaporo to pamo czętotliwości, których amplituda ma zotać zmniejzona poniżej zaprojektowanego poziomu. Politechnika Wrocławka harakterytyka amplitudowa Parametry oceny iltru to tętnienie pama przeputogo i zaporogo oraz tromość nachylenia charakterytyki. W zależności od przeznaczenia iltru dopuzcza ię pewien poziom tętnienia jak i określoną zerokość obzaru przejścia, możli jet zaprojektowanie iltru z bardzo tromą charakterytyką lub taki, który nie wprowadza zakłóceń w paśmie przeputom.

3 Politechnika Wrocławka harakterytyka azowa harakterytyka azowa - zależność przeunięcia azogo pomiędzy ygnałem jściom a jściom iltru od czętotliwości tych ygnałów. Ważność charakterytyki azoj iltru nika z aktu, ze jeśli kłado ygnału jściogo, których czętotliwości całkowicie miezczą ie w paśmie przeputom iltru, ą rożnie opóźnione po przejściu przez iltr, to ygnał jścio iltru będzie zniekztałcony. Politechnika Wrocławka Odpowiedź na kok jednotko Filtry można charakteryzować parametrami w dziedzinie czau. Jet to itotne gdy iltr jet pobudzany ygnałami impulomi. Politechnika Wrocławka Odpowiedź na kok jednotko za naratania odpowiedzi- jet to cza w którym napięcie jścio oiągnie poziom 9% do wojej wartości makymalnej (tr) za utalania - cza w jakim napięcie jścio utala ię w obrębie 5% odchylenia od wojej wartości końcoj (t)

4 Politechnika Wrocławka Odpowiedź na kok jednotko Przerzut - makymalna wartość napięcia o jakie napięcie jścio przeżza chwilowo woją wartość końcową. Tętnienie - ocylacje wokół średniej wartości końcoj Politechnika Wrocławka odzaje Ze względu na poób aprokymacji ch-yki czętotliwościoj: - Butterwortha - zebyzewa - Beela (Thompona) - Butterwortha - Thompona Ze względu na rząd: pierwzego, drugiego, trzeciego, n-tego rzędu Politechnika Wrocławka Ze względu na rząd: odzaje pierwzego, drugiego, trzeciego, n-tego rzędu 4

5 Politechnika Wrocławka Filtr dolnoprzeputo Filtr dolnoprzeputo (LP) (ang. lowpa ilter) Politechnika Wrocławka Filtr górnoprzeputo Filtr górnoprzeputo (P) (ang. highpa ilter) Politechnika Wrocławka Filtr pamowoprzeputo Filtr pamowoprzeputo (BP) (ang. bandpa ilter) toowane głównie w takich przypadkach, w których z ygnałów o jednej czętotliwości, lub tępujących w wąkim paśmie czętotliwości, należy uunąć towarzyzące im zumy lub zakłócenia o czętotliwościach zbliżonych do czętotliwości ygnału. 5

6 Politechnika Wrocławka Filtr pamowozaporo Filtr pamowozaporo (B) (ang. bandreject ilter) toowane do tłumienia ygnałów zakłócających o czętotliwościach leżących w paśmie użytecznym. Mogą być toowane np. do eliminacji przydźwięku o czętotliwości ieci. Politechnika Wrocławka truktura allen-ey a iltr LP 4 LP u Politechnika Wrocławka truktura allen-ey a iltr P 4 Dla = = P 6

7 7 truktura allen-ey a iltr BP BP Q Politechnika Wrocławka Wielokrotne ujemne Z iltr LP ) ( LP Politechnika Wrocławka Wielokrotne ujemne Z iltr P P Politechnika Wrocławka

8 Politechnika Wrocławka Wielokrotne ujemne Z iltr BP Dla = = Q g gl gl g BP ( ) Politechnika Wrocławka Motek TT iltr B Politechnika Wrocławka Wielokrotne ujemne Z iltr B B 6 6 BP 5 5 Wzmocnienia obu torów umatora muzą być takie ame, tzn.:

9 Politechnika Wrocławka Filtry charakteryzują ię: Filtry przełączane - wpółczynniki tranmitancji iltru nie zależą od wartości pojemności ale od ich tounków, - czętotliwość graniczna iltru jet wprot proporcjonalna do zegara, ze wpółczynnikiem proporcjonalności zależnym od tounku. Dzięki temu iltry: - mają duża dokładność konania (niemożliwą w innych technologiach); - mogą być automatycznie przetrajane poprzez zmianę zegara. Politechnika Wrocławka Filtry przełączane ymulacja rezytancji I dq d I dt dt T zat Politechnika Wrocławka Filtry przełączane integrator odwracający gdzie: ZAT tounek określany przez producenta: 5 9

10 Filtry przełączane integrator nieodwracający ZAT Zmiana znaku poprzez oddawanie ładunku przez zmianę polaryzacji. Politechnika Wrocławka Filtry przełączane II rzędu Politechnika Wrocławka Filtry przełączane II rzędu Filtr dolnoprzeputo 4 Filtr górnoprzeputo 4 Filtr pamowoprzeputo 4 Politechnika Wrocławka