He diseñado mi filtro de paso bajo analógico con el amplificador operacional LM358. Utilicé r1 = r2 = 330 Ohm y c1 = c2 = 100nF. La frecuencia de corte = 4.8 KHz. Pero no sé dónde está yendo mal, mi atenuación, que debería comenzar después de 4.8KHz, comienza desde 1kHz. Se proporciona una polarización de CC de + 3.3v y se proporciona como entrada una tensión de entrada de 500mv pico a pico desde el generador de funciones con 250mv offset. Lo estoy intentando desde la semana pasada con la atenuación que no se logra después de 4.8KHz. Por favor ayuda.
Diseño de filtro analógico
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pregunta shilpa
6 respuestas
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Si esperabas que la salida se pareciera a una gráfica de Bode de línea recta típica, esto no va a suceder. Una gráfica de Bode es solo una aproximación de la curva de respuesta de frecuencia real.
Al probar un circuito de filtro, la frecuencia de la esquina (punto -3db o medio punto de potencia) puede determinarse encontrando el punto donde el voltaje de salida es 70.7% del voltaje de entrada original.
Si desea un filtro con un corte agudo a 4.8 kz, necesitará usar otro tipo de filtro o agregar secciones adicionales en cascada al circuito original. Para lograr una respuesta más plana cerca de 4.8khz, incluso podría agregar una sección que le dé una pequeña cantidad de ganancia cerca de 4.8khz.
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Nedd
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La frecuencia de corte es la frecuencia en la que la atenuación es 3dB.
Esto significa que a 4.8 kHz la amplitud de la señal de salida es x 0.7. Por supuesto, comienza a atenuarse en frecuencias más pequeñas.
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Blup1980
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De su descripción (dos iguales C y dos iguales R) deduzco que está utilizando un topolgy comonenet igual Sallen-Key. Tenga en cuenta que esta estructura es MUY sensible a las tolerancias de ganancia. ¿Cuál es el valor deseado del valor de ganancia (por debajo de 3)? ¿Cuál es la respuesta deseada (Butterworth, Chebyshev, ...)?
Sería mejor mostrar el circuito, incluidos los circuitos de polarización.
EDIT : bien, finalmente, NO es una topología de retroalimentación múltiple, sino una estructura de clave Sallen con ganancia de dos. Has elegido componentes iguales, lo que lleva a un polo-Q de Q = 1. Esto da una respuesta similar a Chebyshev con un ligero aumento de la ganancia máxima (1 dB) alrededor de la frecuencia de corte. ¿Observas este comportamiento?
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LvW
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Parece que está implementando un filtro de paso bajo de clave Sallen y, con los valores elegidos para los condensadores, tendrá una relación de amortiguamiento de 1. Aquí está la misma respuesta de frecuencia del filtro de tecla Sallen con diferentes relaciones de valores de condensadores. Tenga en cuenta que casi todos tienen un efecto a 1kHz a pesar de que la frecuencia de resonancia es de aproximadamente 4.8kHz: -
Siesprecisoenlaeleccióndelarelacióndecondensadores,puedelograrunarespuestaquenosemodificaengranmedidaa1kHz.Estosellamaunarespuesta"Butterworth". Es probable que su diseño sea subóptimo si ha usado valores de igual capacitor y un amplificador operacional de ganancia unitaria.
EDITAR: si se utiliza una clave sallen o cualquier otro tipo de topología de filtro de segundo orden, la teoría sigue siendo la misma y las gráficas anteriores siguen siendo idénticas para diferentes relaciones de valores de componentes. Las diferentes relaciones de componentes producen cambios en el factor Q del circuito y, el factor Q afecta el aspecto de la respuesta de frecuencia, es decir, pico, plano o gradual.
EDIT 2: el circuito que usa el OP es un filtro de clave sallen con ganancia y si R4 se varió de 10k a aproximadamente 16kohm, la respuesta de frecuencia sería casi plana a 1kHz: -
Este resistor también afecta la ganancia general del amplificador y si es necesario mantenerlo constante a 6dB (10k y 10k), sugiero cambiar la relación de los resistores R1 y R2 mientras se mantiene R1 x R2 (el producto) el mismo.
También tenga en cuenta que el uso de un generador de señales con una impedancia de 50 ohmios agregará errores al filtro porque, en términos simples, la impedancia de 50 ohmios se agrega a R2 para llevarlo de 330 a 380 ohmios.
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Andy aka
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Como ya se mencionó, en el -3dB o la (frecuencia de corte) es donde el voltaje está en 70.7% de la entrada. Simplemente puede medir su salida de voltaje cuando está a 4.8 kHz y si satisface que es el 70.7% de su entrada, entonces las cosas funcionan como deberían.
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Alexander Sabiona
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Con los valores del circuito dados, el circuito se comportará como un doble integrador perfecto, con una ganancia de + 6dB a 4.823kHz, una ganancia de 0dB a 6.821kHz y una ganancia de -3db a 9.646kHz, es decir, la amplitud la respuesta de frecuencia disminuirá linealmente (contra la frecuencia de registro) a una reducción de 40dB / década. (Creo que tengo estos valores correctos!). Teóricamente, la ganancia de CD será infinita.
La función de transferencia es: Vo (s) / Vi (s) = 2 / (sCR) ^ 2
La respuesta es extremadamente sensible a los valores de los componentes, ya que las R y las C (330ohm y 100nF) son iguales.
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yogi