Auswahl von Widerstand und Kondensator für aktives Filter

" Ich füge dieses Schema des Tiefpassfilters für eine Grenzfrequenz von 500 Hz bei, das ich mit dem Online-Tool entworfen habe. Aber wenn ich einige andere zufällige Werte von R und C nehme, funktioniert diese Schaltung nicht. "

Das Erhöhen des Wertes von R und das Verringern des Kondensators C um denselben Faktor (oder umgekehrt) sollte keine Auswirkungen auf das Filter haben, solange Sie sich nicht "exotischen Werten" wie 1 GOhm oder 2 pF nähern.

" Da ich mir vertiefte Kenntnisse im Filterdesign aneignen wollte, da dies eine der wichtigsten Schaltungen im Elektronikbereich ist. "

Einige allgemeine Bemerkungen :

Es ist nicht einfach, "tiefe Kenntnisse" im Filterdesign zu erlangen, da es viele, viele alternative Schaltungen und viele Designstrategien gibt. Es ist eine sehr anspruchsvolle Aufgabe, die "beste" (geeignete) Schaltung für eine bestimmte Anwendung zu finden.

Filter höherer Ordnung (n > 3) bestehen in den meisten Fällen aus einer Reihenschaltung von Filterstufen n = 2 (und n = 1). Dies ist jedoch keine absolute Voraussetzung. Es gibt andere Entwurfsstrategien, die auf passiven RLC-Strukturen basieren, die dann in aktive Realisierungen überführt werden.

Aber - wie gesagt - in den meisten Fällen wird der Serienansatz verwendet und die folgenden Schritte durchgeführt:

1.) Filterspezifikation anhand typischer Anforderungen (Wegbereich, Dämpfungsbereich und Dämpfungsanforderungen),

2.) Auswahl einer entsprechenden Übertragungsfunktion (Ordnung, geeignete Näherung - Butterworth, Chebyschev, Bessel,...),

3.) Auswahl einer der vielen verfügbaren Filtertopologien (Sallen-Key, MFB, Integrator-Stufen, GIC-Blöcke,...),

4.) Verwendung von Filtertabellen zum Auffinden der Poldaten für jede Stufe zweiter Ordnung (Polfrequenz und Pol-Q),

5) Verwendung von Konstruktionsformeln (verfügbar für die verschiedenen Topologien) zur Berechnung der Teilewerte,

Fazit : Ich denke, es ist jetzt klar, warum es vorteilhaft sein kann, Filterdesignprogramme zu verwenden. Andernfalls MÜSSEN Sie ein gutes Lehrbuch über das Design aktiver Filter konsultieren.

Wie Sie wissen sollten, dienen Phasen- und Impedanzverhältnisse jedes Verhältnisses dazu, den Eingang zu negieren oder zu verstärken. Da sich Zc(f) relativ zu R um 20 dB +/- 1 Dekade ändert, sind die Empfindlichkeit und die Gruppenverzögerung gering. Die Leistung vieler Cs kombiniert mit optimalen Parametern und Konfigurationen kompensieren die Empfindlichkeit mit Q jeder Stufe mit der Steilheit der Ränder (Chebychev) oder der Gruppenverzögerung (Bessel) oder niedriger Intersymbol-Interferenz (ISI Raised-Cosine) oder hoher Empfindlichkeit mit hoher Q. www.ti.com-Tools ermöglichen die Auswahl von Toleranzen, um sie am besten zu verstehen. Probieren Sie einen Filter 8. Ordnung in einem Quad-Operationsverstärker aus

Es ist vielleicht nützlich, die Energie zu berücksichtigen, die mit verschiedenen RC-Werten verbunden ist - für niedrige Spannungen sind Kapazitäten von Ike's als etwa 1 uF geeignet, und für höhere Spannungen sind etwas kleinere Werte wünschenswert, wenn Sie ein kostengünstiges Gerät mit geringem Platzbedarf wünschen. Für hohe Frequenzen benötigen Sie viel kleinere Kapazitäten, da sonst der Leistungsbedarf hoch ist. Wie bei allen Schaltungsdesigns gibt es Kompromisse zwischen Stromverbrauch, Teilekosten, physischer Größe und Leistung (insbesondere Störfestigkeit und Ausgangsimpedanz). Es ist also eine schwierige Frage zu beantworten, ohne alle Parameter zu kennen.

Viele gute Anregungen hier. Bitte beachten Sie auch, dass die Ausgangsimpedanz der Treiberquelle einige Filter stärker beeinflusst als andere. In Ihrer Schaltung addiert sich beispielsweise der Ausgangswiderstand der Quelle zu R1, wodurch die Eckfrequenz gesenkt wird.

Die gleiche Schaltung hat eine schöne, niedrige Ausgangsimpedanz, da sie direkt vom Operationsverstärker abgenommen wird. Wenn die nächste Stufe jedoch einen niederohmigen Eingang hat, können unerwartete Ergebnisse auftreten.