Wie berechnet man Widerstands- und Kondensatorwerte für analoge RC-Filter?

Wie berechnet man Widerstands- und Kondensatorwerte für Bandpass-RC-Filter basierend auf dem LM348-Operationsverstärker? In diesem Beispiel sind 3,2 KHz, 4,3 KHz Standard-Mittenfrequenzen, die einzeln bis hinunter zu 1,2 KHz und 1,8 KHz einstellbar sind. Ich muss die Werte von R40, R38, R54, R52, C29, C28, C27, C26 für meine benutzerdefinierten Mittenfrequenzen berechnen, zum Beispiel 1,8 kHz, 2,4 kHz

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Unten ist der Frequenzgang des FiltersGeben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Vollständiges Schema :Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Alle diese Komponenten haben Werte in Ihrer Schaltung. Was möchten Sie also wirklich wissen? Vielleicht möchten Sie auch die Quelle der Schaltung angeben und uns mitteilen, wo die Punkte "PH" verbunden sind, dh es wird ein vollständiger Schaltplan benötigt.
@Andy aka Du verstehst meine Frage nicht . Nein, ich habe keine Werte für diese Komponenten. Ich habe ein Beispiel für die Konnektivität von Komponenten gepostet, und diese Werte gelten für verschiedene Frequenzen, nicht für meine. Ich muss R- und C-Werte für meine eigenen Frequenzen finden.
Und SIE haben die anderen Punkte, die ich angesprochen habe, nicht beantwortet
Ja, das habe ich übersehen. Jetzt korrigiert.

Antworten (3)

Jeder der Filter in den von Ihnen geposteten Beispielen ist ein umständlich gezeichneter Multiple-Feedback-Topologie-Bandpassfilter . Beim Entwerfen eines Filters müssen Sie Folgendes entscheiden:

  • Typ (Bandpass, Hochpass, Tiefpass)
  • Mittenfrequenz
  • Reihenfolge (wie schnell der Filter abrollt)
  • Form (Butterworth, Chebyshev, Bessel usw.)
  • Topologie (wie der Filter physikalisch implementiert ist)

Wenn Sie mit der Mathematik des Skalierens und Transformierens über den Prototypfilter vertraut sind , können Sie jetzt loslegen.

Andernfalls können Sie ein Filterdesign-Tool verwenden. Eines, das ich in der Vergangenheit verwendet habe, stammt von analogen Geräten: der Analog Filter Wizard . Mit diesem Tool können Sie einen Filter entwerfen, der alle oben genannten Überlegungen berücksichtigt.

Da ich kein Autor von Design bin, weiß ich nicht, welche Überlegungen bei der Auswahl des Filtertyps angestellt wurden. Ich möchte nur die in diesen Filtern verwendete Mittenfrequenz ändern. Das sind also Bandpass-Butterworth-Filter, und in welcher Reihenfolge sind Filter?
Alle Stufen sind "einfache" Bandpassfilter zweiter Ordnung (für zweite Ordnung gibt es keinen Unterschied zwischen Butterworth und anderen möglichen Annäherungen).

Zunächst müssen Sie die Topologie der Filterschaltung identifizieren. Wie man sieht, besteht die gesamte Schaltung aus verschiedenen Filterstufen, die einfach parallel geschaltet sind (erstes Diagramm). Es reicht also aus, nur eine der Stufen zu analysieren. Und es ist relativ leicht zu erkennen, dass die Topologie jeder Stufe einem überbrückten T-Netzwerk ähnelt. So kann jede Bandpassstufe nach den in jedem Filterbuch zu findenden Formeln für die bekannten „Multi-Feedback-Bandpassfilter (MFB)“ analysiert werden.

Bitte beachten Sie, dass Sie vergessen haben, die Versorgungsspannungen (Single/Dual ?) anzuzeigen. Ich nehme an, Sie verwenden eine Einzelversorgung, da die Vorspannungsschaltung mit dem Nicht-Inv verbunden ist. Operationsverstärker-Eingangsanschlüsse, richtig?

Ja, +12-V-Wechselstrom-Einzelstromversorgung.

Es erfordert sehr komplizierte Berechnungen. Wenn Sie es selbst berechnen möchten, aber ich glaube nicht, dass Sie das wollen. Was ich Ihnen vorschlage ist, dass Sie eine CAD-Software wie PSpice oder Proteus (sogar Matlab, wenn Sie mit Simulink vertraut sind) verwenden, Ihre Schaltung dort zusammenbauen und einige Anfangswerte für Ihre Schaltung definieren. Finden Sie dann die richtige Kombination, indem Sie versuchen und scheitern. Dies ist die praktische Methode.

Eine andere Methode besteht darin, dass Sie die Übertragungsfunktion des Systems mit den Variablen C26, C27, C28 usw. finden und dann ein iteratives numerisches Verfahren verwenden, um das System nach diesen Parametern zu lösen. Sie haben zwei separate Ausgänge, daher wäre die Berechnung nicht so schwierig. Sie können sie separat berechnen.

Schlussbemerkung: Aufgrund der Komplexität und des Aufwands, der zur Lösung des Problems erforderlich ist, werden Sie hier wahrscheinlich keine konkrete Antwort erhalten.

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