Hiểu về mạch Bainter (bộ lọc ch Quachev)

Là một phần của lớp học về Xử lý tín hiệu, tôi đang xây dựng bộ lọc loại bỏ băng tần Ch Quachev bậc 3. Chúng tôi thực hiện điều này bằng cách sử dụng ba mạch Bainter xếp tầng. Mặc dù không phải là một phần của lớp học, tôi có một câu hỏi về mức tăng của mạch Bainter.

Tôi đang cố gắng viết một kịch bản sẽ tự động hóa lựa chọn thành phần bằng cách sử dụng tần số góc và mức tăng tổng thể tối đa theo quy tắc thiết kế, nhưng có một số vấn đề với việc tính toán mức tăng tổng thể.

Để tính toán mức tăng chung của giai đoạn Bainter, tôi chỉ cần tính toán mức tăng riêng của ba phần op-amp? Lợi ích chung sau đó sẽ là sản phẩm của ba lợi ích cá nhân?

Để tính toán mức tăng tổng thể của giai đoạn Bainter, tôi chỉ cần tính toán mức tăng riêng lẻ của ba phần op-amp. Lợi ích chung sau đó sẽ là sản phẩm của ba lợi ích cá nhân?

Câu trả lời ngắn gọn là: Có, bạn có thể (có thể) phân tích chúng riêng lẻ.

Khi hỏi điều gì xảy ra khi bạn xếp tầng nhiều giai đoạn lọc tương tự, câu hỏi cần đặt ra là: trở kháng nguồn của giai đoạn đầu tiên là gì và trở kháng tải của giai đoạn thứ hai là gì? Nếu một giai đoạn mạch có trở kháng đầu ra lớn và phức tạp, thì việc tải nó với một giai đoạn khác có thể sửa đổi hành vi của nó. Khi làm việc với các bộ lọc thụ động, đây là một vấn đề lớn: trừ khi trở kháng tải của từng giai đoạn lớn hơn đáng kể so với trở kháng nguồn của giai đoạn trước, tầng bộ lọc thụ động sẽ dẫn đến những thay đổi phức tạp đối với hành vi của từng giai đoạn.

Một trong những điểm hấp dẫn của các mạch dựa trên op-amp là op-amps thường có trở kháng đầu ra rất thấp; đối với op-amp lý tưởng, không có trở kháng đầu ra bằng không . Hơn nữa, bản thân các đầu vào op-amp thường có trở kháng đầu vào rất cao, lý tưởng là vô hạn. Điều này có nghĩa là các phần mạch có đầu ra được điều khiển bằng op-amp thường có thể được xếp tầng mà không có một giai đoạn nào thay đổi hành vi của một giai đoạn khác.

Xem xét sơ đồ này của một notch Bainter (lấy từ một ấn phẩm Thiết bị analog):

"Notch out" được điều khiển bởi đầu ra của op-amp. Do đó mạch này sẽ có trở kháng đầu ra rất nhỏ. Nói cách khác, điện áp ở "notch out" sẽ tương đối không nhạy với tải được kết nối. Trở kháng đầu ra này gần như chắc chắn sẽ thấp hơn nhiều so với trở kháng đầu vào.

Do đó, trong giai đoạn thiết kế, bạn có thể phân tích một số mạch notch xếp tầng một cách riêng biệt và chỉ đơn giản là nhiều hàm truyền của chúng với nhau. Sau khi tạo ra một thiết kế theo cách như vậy, bạn có thể muốn mô phỏng toàn bộ mạch trong SPICE để kiểm tra các hành vi do tính phi op-amp, v.v.

Người giới thiệu

• " Bộ lọc hoạt động có notch ổn định và phản ứng có thể được điều chỉnh ", trong Điện tử , ngày 2 tháng 10 năm 1975. Bài báo gốc mô tả mạch điện.
• " Cách viết phương trình nút cho mạch hoạt động ", do chính ông Bainter.

Đây là những gì tôi đã làm cuối cùng.

Khi xây dựng một giai đoạn của Bainter, tôi biết rằng opamp đầu tiên là một bộ đệm đảo ngược thống nhất. Vì vậy, tôi có thể dễ dàng kiểm tra hiệu suất của nó. Tôi biết hai giai đoạn tiếp theo là một đường chuyền cao và đường chuyền thấp tương ứng. Tôi không biết chính xác tần số họ sẽ phá vỡ, nhưng tôi có thể kiểm tra hiệu suất của họ.

Khi Bainter được ghép lại, tôi có thể tính toán mức tăng DC và phản hồi bước bằng Matlab. Tôi đã đo hai đặc điểm này trên Bainter thực tế và so sánh. Nếu chúng ở gần hợp lý, tôi chuyển sang giai đoạn Bainter tiếp theo và lặp lại.

Khi cả ba giai đoạn Bainter được xây dựng (đối với bộ lọc bậc 3), tôi nối chúng theo thứ tự mức tăng DC thấp nhất đến cao nhất.

Cuối cùng, tôi đã có một bộ lọc Ch Quashev khá chính xác.

Cảm ơn các đầu vào.