Фільтри другого порядку з незалежним встановлюванням і налаштуванням основних параметрів
DOI:
https://doi.org/10.20535/RADAP.2023.93.5-10Ключові слова:
активний фільтр, фільтр другого порядку, частота полюса, добротністьАнотація
Запропонована нова топологія фільтра низьких частот другого порядку, що містить три операційні підсилювачі. Як відомо, особливістю фільтрів другого порядку на основі операційних підсилювачів є взаємозалежність основних параметрів фільтра, таких як частота полюса, добротність і підсилення. Найменший взаємозв’язок основних параметрів мають фільтри другого порядку, синтезовані за методом змінних стану, але і вони не дозволяють незалежно налаштовувати коефіцієнт підсилення та добротність, і містять не менше трьох операційних підсилювачів.
Запропонована топологія фільтра низьких частот також містить три операційні підсилювачі і забезпечує можливість незалежної установки частоти полюса, добротності та підсилення, і також можливість незалежного налаштування добротності та підсилення. Отримані співвідношення, які пов'язують частоту полюса, добротність та коефіцієнт підсилення фільтра з номінальними значеннями пасивних елементів фільтра. На основі цих співвідношень показана можливість незалежної зміни добротності та коефіцієнта підсилення фільтра.
На основі такої топології синтезовано універсальний фільтр другого порядку з можливістю незалежного встановлення та налаштування основних параметрів. Запропоновано також режекторний фільтр з незалежною установкою та регулюванням основних параметрів.
Приведені приклади розрахунків фільтра низьких частот другого порядку і результати моделювання, які підтверджують правильність розрахунків. Також наведені результати моделювання універсального і режекторного фільтрів.
Посилання
References
Peyton A. J., Walsh V. (1993). Analog Electronics with Op-amps. A Source Book of Practical Circuits. Cambrige University Press.
Zieliński, T. P. (2021). Analog Filters. In: Starting Digital Signal Processing in Telecommunication Engineering. Textbooks in Telecommunication Engineering. Springer, Cham. doi: 10.1007/978-3-030-49256-4_7.
Wanhammar, L., Saramäki, T. (2020). Synthesis of Analog Filters. In: Digital Filters Using MATLAB. Springer, Cham. doi.org/10.1007/978-3-030-24063-9_7.
Wanhammar, L., Saramäki, T. (2020). Analog Filters with Lumped and Distributed Elements. In: Digital Filters Using MATLAB. Springer, Cham. doi:10.1007/978-3-030-24063-9_8.
Denisenko D. Y., Prokopenko N. N. and Butyrlagin N. V. (2022). Sallen-Key Dual Channel Low-Pass Filter with Tunable Cutoff Frequency. 2022 IEEE International Multi-Conference on Engineering, Computer and Information Sciences (SIBIRCON), pp. 1280-1283, doi: 10.1109/SIBIRCON56155.2022.10016952.
Hank Zumbahlen (ed.) (2008). Linear Circuit Design Handbook. Analog Devises, Inc.
Wang S.-F., Chen H.-P., Ku Y., Zhong M.-X. (2021). Analytical Synthesis of High-Pass, Band-Pass and Low-Pass Biquadratic Filters and its Quadrature Oscillator Application Using Current-Feedback Operational Amplifiers. IEEE Access, Vol. 9, pp. 13330-13343, DOI: 10.1109/ACCESS.2021.3050751.
Tran, T.T. (2023). Analog Filter Design. In: High-Speed System and Analog Input/Output Design. Springer, Cham. doi:10.1007/978-3-031-04954-5_4.
Moschytz G. B., Horn P. (1981). Active filter design handbook. John Wiley & Sons.
Pactitis S. A. (2007). Active filters. Theory and design. CRC Press, Taylor & Francis Group.
Karki J. (2023). Active low-pass filter design. Application note, SLOA049D, Texas Instruments Inc.
Carter B., Mancini R. (2018). Op Amps for Everyone, Fifth edition. Elsevier Inc.
Williams A. B. (2014). Analog filter and circuit design handbook. Mc Craw Hill education.
Sandoval-Ibarra F., Cuesta-Claros M., Moreno-Espinosa R., Ortiz-Levy E., and Palacios-Betancourt L. (2011). Design of 2nd order low-pass active filters by preserving the physical meaning of design variables. Revista Mexicana de Física, Vol. 57, Núm. 1, pp. 1-10.
Scott L. (1966). Criteria for the design of active filters using resistance and capacitance elements in feedback circuits. Solid-State Electronics.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Ілля Кирпатенко, Руслан Антипенко, Андрій Мовчанюк, Володимир Фесіч
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у нашому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована нашим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у нашому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення рукопису роботи авторами в мережі Інтернет (наприклад, на arXiv.org або на особистих веб-сайтах). Причому рукописи статей можуть бути розміщенні у відкритих архівах як до подання рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання. Це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії, позитивно позначається на оперативності ознайомлення наукової спільноти з результатами Ваших досліджень і як наслідок на динаміці цитування вже опублікованої у журналі роботи. Детальніше про це: The Effect of Open Access.
