Страница: 2/6
К частотным электрическим фильтрам различной аппаратуры предъявляются разные, порой противоречивые требования. В одной области частот, которая называется полосой пропускания, сигналы не должны ослабляться, а в другой, называемой полосой задерживания, ослабление сигналов не должно быть меньше определенного значения. Фильтр считают идеальным, если в полосе пропускания отсутствует ослабление сигналов и фазо-частотная характеристика линейна (нет искажения формы сигналов), а вне полосы пропускания сигналы на выходе фильтра отсутствуют.
Так как добиться идеального разделения полосы пропускания и полосы задерживания сигнала невозможно, говорят об области спада характеристики фильтра.
Исследуемая схема относится к активным RC-фильтрам. Активными RC-фильтрами называют схемы, обладающие способностью изменять спектр сигнала и построенные с применением только резисторов, конденсаторов и усилительных активных элементов, при этом индуктивности, широко используемые в обычных электрических RLC-фильтрах, имитируются с помощью активных RC-схем, моделирующих индуктивный тип проводимости.
В зависимости от диапазона частот, относящихся к полосе пропускания, различают низкочастотные, высокочастотные, полосовые, полосно-подавляющие, избирательные (селективные) и заграждающие (режекторные) фильтры. Свойства линейных фильтров могут быть описаны передаточной функцией, которая равна отношению изображений по Лапласу выходного и входного сигналов фильтра.
Фильтр низких частот - это частотно-чувствительная схема, которая пропускает некоторый диапазон частот до определенной частоты 
.
Все другие частоты выше полосы пропускания значительно подавляются.
Основной характеристикой фильтров и, в частности, фильтров низких частот, является амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) или ЛАЧХ - логарифмическая амплитудно-частотная характеристика.
Наряду с ЛАЧХ или АЧХ фильтра почти всегда приходится исследовать его фазо-частотную характеристику, а во многих случаях - и переходную характеристику при импульсных воздействиях.
Типичная АЧХ фильтра низких частот изображена на рисунке 1.
Рисунок 1 - АЧХ ФНЧ
1.2 Математическая модель операционного усилителя
Задачи математического моделирования подразумевают формирование схемы замещения исходной схемы, которая содержала бы только базовые двухполюсники, для которых известны зависимости параметров электрического тока.
Для того, чтобы составить схему замещения электронной схемы, нужно объединить в одну систему схемы замещения каждого из элементов исходной схемы.
В нашем случае базовым двухполюсником не является только операционный усилитель 140УД7. Рассмотрим принципы формирования схемы замещения операционного усилителя (ОУ).
Схема замещения операционного усилителя представляет собой схему, содержащую базовые двухполюсники и отражающую следующие свойства реального ОУ:
- входные свойства (дифференциальные и синфазные входные сопротивления; входные (разностные) токи);
- усилительные свойства (статический коэффициент передачи по напряжению; частотно-зависимые и нелинейные свойства коэффициента передачи: полюса АЧХ, ограничения скорости нарастания выходного напряжения));
- выходные свойства (выходные сопротивления и ограничения выходного напряжения).
Схема замещения строится по блочному принципу. На рисунке 2 представлена ее обобщенная структура.
Рисунок 2 - Обобщенная структура схемы замещения ОУ
В зависимости от того, для исследования каких свойств предназначена схема замещения ОУ, применяются несколько усилительных блоков.
Реферат опубликован: 23/04/2006