Entwerfen einer Schaltung aus einer Übertragungsfunktion

Ihre Übertragungsfunktion kann auf verschiedene Arten erhalten werden, und eine davon könnte die Kaskadierung von zwei Stufen mit einem Puffer dazwischen sein. Ihr ursprünglicher Ausdruck folgt dem Formular

$H(s)=H_0\frac{1+\frac{s}{\omega_{z1}}}{1+\frac{s}{\omega_{p1}}}\frac{1+\frac{s}{\omega_{z2}}}{1+\frac{s}{\omega_{p2}}}$

Wenn Sie eine erste Stufe entwerfen, die einen Nullpol einführt, können Sie bereits die Komponentenwerte berechnen, um eine erste Null bei 10 und einen Pol bei 100 zu erhalten. Dann puffern und treiben Sie ein weiteres ähnliches passives Netzwerk, diesmal mit einem Widerstand$R_5$. Es wird Ihnen die erforderliche Dämpfung geben.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Wenn Sie die Fast Analytical Circuits Techniques ( FACTs ) anwenden, können Sie zeigen, dass Pole und Nullstellen wie folgt angeordnet sind:

$\omega_{p1}=\frac{1}{(R_1+R_2)C_1}$ $\omega_{z1}=\frac{1}{R_2C_1}$ $\omega_{p2}=\frac{1}{(R_4+R_5||R_3)C_2}$ $\omega_{z2}=\frac{1}{R_4C_2}$ $H_0=\frac{R_5}{R_3+R_5}$

Die Bauteilwerte für die 1. Stufe sind einfach zu ermitteln. Für die zweite Stufe müssen Sie Rechnung tragen$R_5$was auch eine Dämpfung einführt, aber nichts Unüberwindbares.

Die FACTs sind wirklich unschlagbar in puncto Ausführungsgeschwindigkeit zur Bestimmung von Übertragungsfunktionen jeglicher Art (passiv oder aktiv). Sehen Sie sich die folgenden Links an, um mehr über sie zu erfahren:

http://cbasso.pagesperso-orange.fr/Downloads/PPTs/Chris%20Basso%20APEC%20seminar%202016.pdf

Und

http://cbasso.pagesperso-orange.fr/Downloads/Book/List%20of%20FACTs%20examples.pdf

Schritt 1) ​​Finden Sie eine Topologie, die funktioniert. Wenn Sie nur 1 Operationsverstärker verwenden können, benötigen Sie eine zweipolige Operationsverstärkertopologie. Ich wähle sallen-key .

Schritt 2) Bestimmen Sie, was die Antwort der Übertragungsfunktion ist, es kann ein Tiefpass, Hochpass oder Bandpass sein. Dies wird Ihnen helfen zu bestimmen, welche Art von Widerständen oder Kondensatoren Sie für den nächsten Schritt verwenden werden.

Schritt 3) Gleichen Sie Ihre Übertragungsfunktion mit der topologischen Übertragungsfunktion ab:

Kondensatoren sind:$Z = \frac{1}{C*s}$, Sie möchten wahrscheinlich keine Induktivitäten verwenden, aber sie sind es$Z = {L*s}$und Widerstände sind$Z = R$

Die Sallen-Key-Transferfunktion lautet:

Sie können auch Taschenrechner verwenden , wenn Sie die Pole Ihrer Übertragungsfunktion kennen.

Wenn die Übertragungsfunktion nicht übereinstimmt, suchen Sie eine andere Topologie.

Hinweis, Sie werden wahrscheinlich zwei Kondensatoren und zwei Widerstände verwenden.