APLICAREA PRACTICĂ A TRANSISTORILOR DOMENIULUI
În practică, este adesea nevoie de diferite tipuri de scheme de selecție a frecvenței pentru semnalele efectuate de filtrele electrice.
Folosirea filtrelor pasive în regiunea frecvențelor joase și infraroșii este foarte des imposibilă datorită mărimii și greutății inacceptabile, selectivității scăzute și expunerii la câmpurile magnetice.
Filtrele active RC sunt libere de inconvenientele listate ale filtrelor pasive care funcționează în domeniul frecvențelor infraroșu.
Principala dificultate în construirea amplificatoarelor de filtre RC active este asigurarea unei stabilități ridicate a coeficienților de transmisie și a valorilor mari ale impedanțelor de intrare [4]. Problema furnizării de impedanțe mari de intrare a amplificatoarelor (pentru a reduce capacitatea condensatoarelor) este pur și simplu rezolvată folosind tranzistoare cu efect de câmp. Aplicație special conceput pentru tipul K2SS841 activ de filtre cu cip, K2SS842 pentru a simplifica calculul, pentru a obține caracteristici electrice bune, pentru a reduce dimensiunea și crește fiabilitatea filtrului [12, 13].
Teoria și calculul filtrelor active sunt bine descrise în [3-5]. Prin urmare, aici vor fi luate în considerare numai filtrele practice și metodele de ajustare a acestora.
Amplificatoare pentru filtre active. În Fig. 1, a este o diagramă a unui amplificator simplu în două trepte în câmp și a tranzistorilor bipolare, care a găsit o aplicare largă în filtrele active. Coeficientul de temperatură al modificării factorului de transmisie al amplificatorului (TAC) în acest circuit este redus ca urmare a introducerii feedback-ului negativ, precum și prin selectarea tensiunii de decuplare (tipul corespunzător de tranzistor).
Fig. 1. Schemele UPT pentru filtrele RC active.
a este un simplu UPT în două etape; b - UPT de înaltă calitate.
Introducerea rezistenței R3 în circuitul de bază al tranzistorului bipolar T2 este echivalentă cu creșterea rezistenței interne a sursei de semnal pentru a doua etapă. În [4], sa arătat că atunci când două a doua etapă a TAC R3≥Rvh devine pozitivă, care compensează parțial negativă (când Uots> 0,6 V) a coeficientului de transfer de amplificator.
Fig. 2. Schema schematică a LPF.
Să considerăm circuitul amplificator mai complicat, care servește și pentru construcția activă RC-filtre (Fig. 1, b) [1]. Tranzistorul T1 cu efect de câmp și tranzistorul p-n-p bipolar T2 sunt conectate printr-un circuit cascode. Tensiunea de polarizare pentru perechea cascode este stabilită de Zener D2 diode cu tensiunea de stabilizare de 6,8 V. La semnalul sursă FET în fază cu semnalul de intrare alimentat printr-un tranzistor T3 emițător adept. Curentul de polarizare al FET este stabilit folosind un rezistor variabil în circuitul colector al tranzistorului T2. Când potențiometrul R1 este reglat, se obține că eroarea amplificatorului față de curentul direct este zero.
Schema de filtrare practică. În Fig. 2 este o diagramă schematică a LPF. Apropierea lui Chebyshev pentru un anumit număr de elemente face posibilă obținerea celei mai mari selectivități. Parametrii filtrului sunt după cum urmează:
Frecvența de oprire, Hz
Filtrul a fost calculat prin metoda propusă în [4].
Legăturile filtrului au o conexiune directă, care asigură trecerea unei componente constante a semnalului. Valorile necesare ale factorilor de transmisie sunt stabilite prin selectarea rezistențelor R5, R10, R16, R21. Parametrii de stabilitate LPF se realizează prin selectarea adecvată a tensiunii de prag de tranzistori cu efect de câmp (tip tranzistor) și tranzistori de comutare în rezistențele de bază R15, R22. Acțiunea lor compensatorie este luată în considerare [4].
Procedura de setare a filtrului RC activ. Filtre active sunt puse în aplicare de către cascadă de unități de votare, însă răspunsul amplitudine-frecvență a filtrului este produsul unităților de răspuns de frecvență, cu forma de răspuns de frecvență și dispunerea acesteia pe axa de frecvență sunt definite prin coeficientul de amortizare și o frecvență de legătură privată. Rezultă că, pentru a ajusta filtrul este necesar să se stabilească cu exactitate valorile calculate ale frecvențelor naturale și a coeficienților de amortizare de link-uri.
Metoda de reglare a filtrului este ilustrată cu LPF prezentat în Fig. 2.
stabilită inițial frecvență naturală a primei link 32,24 Hz (Tabelul 5)., care este format etapă pe tranzistori T1 și T2, este introdus în modul de generare îmbunătățirea coeficientului de transmisie a amplificatorului prin creșterea rezistenței rezistorului R5 (la momentul setările sale de filtrare pot fi înlocuite cu potențiometru ).
Trebuie remarcat faptul că amplitudinea oscilațiilor pentru o măsurare mai precisă a frecvenței ar trebui să fie stabilită cât mai mică posibil. Prin măsurarea frecvenței vibrațiilor recepționate și compararea cu valoarea calculată, R1 și R2 trebuie să modificați rezistențe (sau capacitances de condensatoare C1 și C2), pentru a stabili legătura necesară frecvența proprie.
Apoi, stabilindu-se în mod similar propriile frecvențe ale legăturilor rămase, trebuie stabilite valorile necesare ale rapoartelor de transmisie. În acest scop, alimentarea la etapa de intrare prin intermediul tensiunii alternatorului cu o frecvență egală cu link-ul de frecvență naturală, rezistor prezintă o valoare calculată raportul de transmisie schimbare R5. După presetarea fiecărei verigi este determinată și răspunsul în frecvență al întregului amplificatoare de filtrare fiind ajustate valorile coeficienților de transmisie (prin rezistoarele R5, R10, R16, R21), pentru a obține o bandă de trecere dorită.
Când se compun circuitele LPF și HPF, este recomandabil să se includă legături în ordinea cresterii factorilor de transmisie ai amplificatoarelor, asigurând în același timp cel mai mare interval dinamic.
Implementarea de filtre bazate pe jetoane K2SS841 și K2SS842. Un alt pas către sistemele electorale ale miniaturizării este utilizarea K2SS841 chips-uri de tip K2SS842 concepute special pentru construcția activă RC-filtre [12, 13].
Utilizarea acestor cipuri în circuitele de filtrare face posibilă simplificarea calculării, fabricării și reglării, reduce dimensiunea și crește fiabilitatea.
Cipul K2CC842, a cărui schemă de circuit este prezentată în Fig. 3, conține trei elemente active de înaltă calitate, în ale căror etape de intrare sunt aplicate tranzistoarele de câmp, și un emițător de emițător pe un tranzistor bipolar.
Fig. 3. Microcircuitul K2CC842.
Valorile impedanței de intrare pentru toate cele trei amplificatoare sunt de câteva mii de megaohmuri. Amplitudinea maximă a semnalului la ieșirea fiecăruia dintre amplificatoare, la care nu mai mult de 2% valoare a raportului armonic nu mai puțin de 2,5-3 V. Nivelul zgomotului intrinsec al fiecărui amplificator nu este mai mare de 10 mV în gama de frecvență de 1 Hz - 40 kHz. Rezistența la ieșire nu este mai mare de 75 Ohm [5].
Valoarea medie a instabilității coeficientului de transmisie atunci când amplificatoarele sunt pornite în conformitate cu circuitul următor al sursei (0,98<К<1) и изменении температуры от -45 до +55°С составляет 0,3%.
Pe baza cip poate fi proiectat K2SS842 lowpass și highpass cu o pantă de 60 dB pe octavă la schimbările de temperatură ambiantă, de la -20 la + 55 ° C și prăvăliș de atenuare până la 40 dB pe octavă funcționează constant când schimbările de temperatură de la -45 până la + 55 ° С [5].
Impedanțele mari de intrare ale amplificatoarelor individuale permit construirea de filtre pentru frecvențe joase și infraroșu.
Fig. 4. Filtru low-pass pe cipul K2SS842.
În Fig. 4 este o diagramă schematică a unui filtru Chebyshev, unde cipul K2CC842 este utilizat ca element activ. În conformitate cu [5], acest filtru are următoarele caracteristici tehnice:
Frecvența de oprire, Hz
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: