Стартовая страница Блога  - < тут > 

Продолжение(содержание)  Блога - <<  ТуТ  >>  

13. ППП. Фильтры нижних частот - ФНЧ.

            В ППП для фильтрации сигалов после смесителя использую фильтры нижних частот. АЧХ таких фильтров такова, что начиная с какой-то частоты, называемой частотой среза Fc  фильтра, происходит спад АЧХ с наклоном определяемым порядком фильтра. 

        Каждое RC-звено осуществляет спад АЧХ с крутизной -6дБ на октаву, октава - это 2-хкратное увеличения частоты. Два таких, соединённых последовательно RC-звена, дадут крутизну спада АЧХ 12 дБ/октаву и т.д. Для LC-звеньев крутизна спада при том же порядке выше, т.к. "реактивные" элементы L и С вносят "квадратичный" спад АЧХ.  Если "Г-образный" RC-ФНЧ даст крутизну -6дБ, то такой же LC-ФНЧ даст крутизну 12дБ, а П-образный LC-ФНЧ даст, примерно, 30-35 дБ крутизну спада АЧХ. 

        На рисунке Рис.13.1 изображены все эти простейшие RC, LC ФНЧ. Такие простейшие ФНЧ называются "пассивными", т.к. не содержат усилительных элементов. И конечно же, вносят затухание сигнала. Значительное для RC-ФНЧ, и практически никакое для LC-ФНЧ. 

        Наличие таких прекрасных устройств как операционные усилители (ОУ), позволяют конструировать отличные схемы активных ФНЧ, но в большинстве своём, "активные" ФНЧ на ОУ имеют Кпередачи = 1. Т.е. они и не ослабляют, и не усиливают сигнал. 

        Такое "свойство" ФНЧ на ОУ нам отлично подходит. Но ничего не мешает нам сконструировать и "усиливающий" ФНЧ на ОУ, по мнению автора Блога - это довольно спорное решение. Дополнительное усиление лучше и проще получить на простом отдельном одно-каскадном усилителе на транзисторе или на том же ОУ.  

        На Рис.13.2(ниже) показана схема активного ФНЧ на ОУ 3-го пордяка(по числу резисторов в "Г"-цепочках. Эта схема "классическая" и "стандартная" из теории радиотехники, раздела Активные фильтры на ОУ. Такой ФНЧ обеспечивает 18дБ/октаву наклон АЧХ. 

        Такие фильтры можно каскадировать для увеличения крутизны наклона АЧХ(скатов АЧХ). Два последовательных таких ФНЧ уже смело дадут  не менее 36 дБ/октаву крутизны скатов АЧХ. Т.е. НЧ сигнал с частотой в 2 раза выше, чем частота среза ФНЧ, к примеру 3 кГц,  будет ослаблен на 36 дБ по напряжению. Т.е. если частота среза ФНЧ=3 кГц, то сигнал с частотой 6 кГц ослабится на 36 дБ - в разах это примерно,  в  66 раз. Это легко подсчитать 36 дБ = 20+10+6 (складываем децибеллы). 

        Теперь 20дБ - это в 10ть раз, 10дБ - это в 3.3 раза, 6дБ - это в два раза. Итого перемножаем, чтобы получить "разы" - 10х3.3х2 = 66 раз !! Вот так легко перевести "логарифмические" децибеллы в "линейные разы".  

        Большинство схем ФНЧ на ОУ представленых ниже выполнены по  топологии "Саллена-Ки"(Sallen&Key). Из теории фильтров на ОУ следует, что есть и другие топологии(схемы) ФНЧ - с так назывемой многопетлевой-ООС(multi feed back). Какого либо  преимущества перед ФНЧ Саллена-Ки они не имеют, но "имеют место быть" в ваших схемах приёмников.

Рис.13.1 

 

 

 

Рис.13.2 

Рис.13.3 

Рис.13.4 

Рис.13.5 

Рис.13.6 

Рис.13.7 

Рис.13.8 

Рис.13.9 

Рис.13.10 

Рис.13.11 

Рис.13.12 

Рис.13.13 

Рис.13.14 

Рис.13.15 

Рис.13.16 

Рис.13.17

Успехов в вашем хобби ...