9. Ikkinchi darajali filtr dizayni. Birinchi darajali past o'tkazuvchan filtr
dizayni. Birinchi darajali yuqori o'tkazuvchan filtr dizayni
Mikroprotsessorlardagi filtir tizimlari
Kuchaytirgich sxemotexnika va mikroprotsesorli tizimlarning prinsipial hamda
elektr sxemalarida 1–3 rasmlarda quyidagi belgilanishlar mavjud: X(s)-kirish signali;K
- kuchaytirgich; C – kondensator; R – resistor; Y(s)-chiqish signal qiymati
Kuchaytirgich elektr prinsipial sxemasi
Filtirni resistorga nisbatan aniqlanishi
Filtrni teskari ulanishi bilan aniqlanishi
Birinchi darajali funksiyani hisoblash
1.Faol filtir signallarning uzatish tenglamalarni ishlab chiqish va analiz qilish.
Sxemalardagi o`tish signallarni filtirlash uchun ulardagi qonuniyatlar hamda
harakteristikaviy hususiyatlar.
2.Faol filtrlar sxemasi. Qurilmalar uzatish qiymatlarida parametrlarning
keltirilgan qiymatlarini hisobga olib o’tish qiymatlari yordamida tizim struktura
sxemasini qurin. Bundan tashqari barcha bo‘g‘inlarning uzatish funksiyalarini
parametrlarning son qiymatlari bilan birgalikda jadval ko‘rinishida keltirib o‘ting. 1rasmda operatsion kuchaytirgich asosida faol RC birinchi darajali past chastotali
filtrning sxemasi ko'rsatilgan. Ushbu sxema uzatish koeffitsientining qutbini nol
chastotada amalga oshirishga imkon beradi, R1 qarshiligining qarshiligi va C1
kondansatörünün sig'imi uning uzilish chastotasini o'rnatishi mumkin. Ushbu faol filtr
zanjirining o'tkazuvchanligini aniqlaydigan sig'im va qarshilik qiymatlari. Faol RC
birinchi darajali past o'tkazgichli filtrning sxemasi 1-rasmda ko'rsatilgan sxemada
daromad R2 va R1 rezistorlar nisbati bilan aniqlanadi: (1), va C1 kondansator qiymati,
Miller ta'siri tufayli, daromad bilan bir marta ko'paytiriladi. (2), Shuni ta'kidlash
kerakki, sig'im qiymatini oshirishning ushbu usuli umuman butun davrning dinamik
diapazonining pasayishiga olib keladi. Shuning uchun bu yerga kondansator sig'imini
oshirish o'ta og'ir holatlarda qo'llaniladi. Odatda, ular birlashtiruvchi RC davri bilan
chetlab o'tiladi, bunda kondansatörning sig'imining doimiy qiymatida qarshilik
qarshiligini oshirish orqali chiqib ketish chastotasining pasayishiga erishiladi.
Yuklanish davrlarining ta'sirini bartaraf etish uchun, odatda, RC davri chiqadigan
joyga birlik kuchlanishi ortadigan bufer kuchaytirgich joylashtiriladi.
Faol RC birinchi darajali past o'tkazgichli filtrning sxemasi
Birinchi darajali RC past o'tkazgichli filtri davri (RC zanjiri) Shu bilan birga, past
o'tkazgichli filtrning etarlicha past uzilish chastotasida katta kondansatör qiymati
talab qilinishi mumkin. Sig'imi sezilarli bo'lgan elektrolitik kondansatörler
parametrlarning katta o'zgarishi va past barqarorligi tufayli filtrlarni yaratish uchun
mos emas. Elektr konstantasi yuqori bo'lgan seramika asosidagi kondensatorlar ε ,
shuningdek, sig'im qiymatining barqarorligi bilan farq qilmaydi. Shuning uchun juda
barqaror past quvvatli kondensatorlar ishlatiladi va ularning qiymati 2-rasmda
ko'rsatilgan faol filtr pallasida ortadi.
Faol RC birinchi darajali past o'tkazgichli filtrning sxemasi
Faol RC birinchi darajali past o'tkazgichli filtrning diagramasi
Ikkichi faol filtirlar bilan hisoblash
Ikkinchi darajadagi faol filtrda qo`shimcha qurilmalarni hisobiga signal va
elementlardagi to`klarni hisoblashga hizmat qiladi. Fizik parametirlarni bir birlari
bilan hususiyatiga qarab qonunyat yaratiladi va tenglamalar ishlab chiqiladi.Ikkinchi
darajadagi faol filtr davrlari yanada keng tarqalgan bo'lib, birinchi darajali sxemaga
nisbatan chastota ta'sirining katta qiyaligini ta'minlaydi. Demak bunda signallarni
roslovchi resistrlar soni yanada ko`payishi signallarni aniq va sifatli uzatilishga
bog`liq.
Faol RC ikkinchi darajali past o't
Faol RC past o'tkazgichli filtrning ikkinchi darajali zvenosining
amplituda-chastotali ta'sirining taxminiy ko'rinishi
Bunday holda qutb rezonans chastotasini quyidagi formuladan aniqlash
mumkin:
, va uning sifat omili:
𝒇𝒑 =
𝟏
√(𝟏𝟕. 𝟗𝟖𝟓 ∗ 𝟓𝟎. 𝟗𝟎𝟑 ∗ 𝟏𝟎. 𝟗)
.
= 𝟎. 𝟎𝟏
𝑸𝒑 =
√(𝟏𝟕. 𝟗𝟖𝟓 ∗ 𝟓𝟎. 𝟗𝟎𝟑 ∗ 𝟏𝟎. 𝟗)
= 𝟎. 𝟏𝟑𝟑
(𝟏𝟕. 𝟗𝟖𝟓 + 𝟓𝟎. 𝟗𝟎𝟑) ∙ 𝟏𝟎. 𝟗
Nollarning chastotalari ideal holda abadiylikka teng. Haqiqiy sxemada ular dizaynga
bog'liq bosilgan elektron karta va ishlatiladigan rezistorlar va kondansatkichlarning
parametrlari. Sallen-Key sxemasi elektron elementlarni tanlashni iloji boricha
soddalashtirishga imkon beradi. Odatda C1 va C2 bir xil quvvatga ega. R1 va R2
rezistorlari bir xil qarshilikni tanlashadi. Birinchidan, ular C1 va C2 quvvatlarining
qiymati bilan belgilanadi. Yuqorida muhokama qilinganidek, ularning imkoniyatlari
minimal bo'lishga harakat qilinadi. Aynan shu kondansatörler eng barqaror
xususiyatlarga
ega.
Keyin
R1
𝑹𝟏 = 𝑹𝟐 =
va
R2
qiymati
aniqlanadi:
.
𝟏
= 𝟏. 𝟒𝟔
𝟐 ∙ 𝟑, 𝟏𝟒 ∙ 𝟎. 𝟎𝟏 ∙ 𝟏𝟎. 𝟗
Sallen-Key zanjiridagi R3 va R4 rezistorlari odatdagi inverting kuchaytirgich
zanjiridagi kabi kuchlanish kuchayishini aniqlaydi. Faol filtr pallasida ushbu
elementlar qutbning sifat omilini aniqlaydi.
.
𝑲=𝟑−
𝟏
𝟎.𝟏𝟑
= 𝟒. 𝟔𝟗
Faol RC filtri sxemasida kuchaytirgich salbiy va ijobiy qayta aloqa bilan qoplanadi.
Ijobiy teskari aloqa chuqurligi R1R2 rezistorlar yoki C1C2 kondensatorlar nisbati
bilan aniqlanadi. Agar qutbning sifat koeffitsienti ushbu nisbat tufayli o'rnatilsa
(qarshilik yoki kondansatkichlarning tengligini tark etish uchun), u holda operatsion
kuchaytirgich 100% salbiy teskari aloqa bilan qoplanishi va faol elementning birlik
yutug'ini ta'minlashi mumkin. Bu ikkinchi darajali bog'lanish sxemasini
soddalashtiradi.
Faol RC filtri qayta aloqa kuchaytirgich sxemasi
Sallen-Key soddalashtirilgan diagrammasi Afsuski, birlik yutug'i bilan faqat R1 va
R2 qarshiliklarning bir xil qiymatlari o'rnatilishi mumkin va sig'imlar nisbati bilan
kerakli sifat faktorini olish mumkin. Shuning uchun hisoblash R1
R2 R.
rezistorlarining nominal qiymatini belgilash bilan boshlanadi. Keyin sig'imni
quyidagicha hisoblash mumkin:
.
𝑪𝟏 =
𝟏
= 𝟏𝟐. 𝟓
𝟒 ∙ 𝟑, 𝟏𝟒 ∙ 𝟎. 𝟎𝟏 ∙ 𝟏. 𝟒𝟔 ∙ 𝟎, 𝟒𝟒
Ko'p yillar davomida har kim operatsion kuchaytirgichni faol element sifatida
ishlatishga odatlangan. Biroq, ba'zi hollarda, tranzistorning tutashuvi kichikroq
maydonni egallaydi yoki keng polosali bo'lib chiqadi.
8- rasm.Bipolyar tranzistorda yaratilgan past chastotali faol filtr
Transistorda past chastotali faol RC filtrining diagrammasi Ushbu sxemani
hisoblash (R1, R2, C1, C2 elementlari) 8-rasmda ko'rsatilgan hisob-kitobdan farq
qilmaydi, R3, R4, R5 rezistorlarini hisoblash odatiy emitrni barqarorlashtirish
bosqichini hisoblashdan farq qilmaydi.