silver_elf 0 7 апреля, 2012 Опубликовано 7 апреля, 2012 (изменено) · Жалоба Рассчитываю фильтр баттерворта 3 порядка, моделирую его в оркаде и кое-что не понимаю(( Нужно получить Ku = 3 дБ при fсреза = 3 кГц и uвход = 6...8 В. Рассчитывала по приведенной во вложенных файлах методике, исходя из того, что фильтр 3го порядка состоит из фильтров 1го (для него я взяла К=1 дб) и 2го (для него я взяла К=2 дб) порядка. Дальше собрала схему в оркаде, и возник такой вопрос: заданное мне uвход = 6...8 В - это какой из параметров источника VAC: Vac-"амплитудное значение переменной составляющей" или Vdc-"величина постоянной составляющей"? Попробовала смоделировать с такими значениями: Vac = 1 и Vdc = 6, и получила на выходе свои 3 децибела %) И соответственно после фильтра 1го порядка (когда по отдельности смоделировала) 1 децибел и после 2го 2 децибела. Когда ставлю Vac = 1 и Vdc = 4, все так же. Ставлю Vac = 1 и Vdc = 7 или 8 - К падает до отрицательных значений(( В оркаде использую анализ AC Sweep/noise. Что я делаю не так?( Изменено 7 апреля, 2012 пользователем silver_elf Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Alex11 3 7 апреля, 2012 Опубликовано 7 апреля, 2012 · Жалоба По порядку. Обычно, когда говорят о напряжении на входе фильтра или усилителя переменного тока, то имеют в виду VAC. Если Вы хотите видеть сразу усиление, то разумно ставить VAC=1, что Вы и наблюдаете. Про падение усиления при VDC=7: Скорее всего происходит ограничение сигнала из-за высокой постоянной составляющей, что симулятор и показывает, хотя часто он этого не делает в режиме AC sweep - это зависит от качества моделей. Лучше включать временной анализ для рассмотрения ограничений, спектра, нелинейных искажений и пр. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Myron 0 7 апреля, 2012 Опубликовано 7 апреля, 2012 · Жалоба Рассчитываю фильтр баттерворта 3 порядка, моделирую его в оркаде и кое-что не понимаю(( Нужно получить Ku = 3 дБ при fсреза = 3 кГц и uвход = 6...8 В. Рассчитывала по приведенной во вложенных файлах методике, исходя из того, что фильтр 3го порядка состоит из фильтров 1го (для него я взяла К=1 дб) и 2го (для него я взяла К=2 дб) порядка. Дальше собрала схему в оркаде, и возник такой вопрос: заданное мне uвход = 6...8 В - это какой из параметров источника VAC: Vac-"амплитудное значение переменной составляющей" или Vdc-"величина постоянной составляющей"? Попробовала смоделировать с такими значениями: Vac = 1 и Vdc = 6, и получила на выходе свои 3 децибела %) И соответственно после фильтра 1го порядка (когда по отдельности смоделировала) 1 децибел и после 2го 2 децибела. Когда ставлю Vac = 1 и Vdc = 4, все так же. Ставлю Vac = 1 и Vdc = 7 или 8 - К падает до отрицательных значений(( В оркаде использую анализ AC Sweep/noise. Что я делаю не так?( Посмотрите на Vdc на выходе фильтра - близко к -10В (-9.993V). Значит ОУ в ограничении. Как и указано в предыдущем ответе (от Alex11), что считает симулятор - одному господу Б. ясно. У Вас двухполярное питание ОУ +/-10V, тогда и задавайте Vdc = 0 и Vac = 1. Смещение Vdc на выходе покажет ошибку Вашего подхода к проектированию фильтра и заставит Вас почитать теорию. Этот ofcet можно поправить. или, если допустимо, оставить. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
silver_elf 0 7 апреля, 2012 Опубликовано 7 апреля, 2012 · Жалоба По порядку. Обычно, когда говорят о напряжении на входе фильтра или усилителя переменного тока, то имеют в виду VAC. Если Вы хотите видеть сразу усиление, то разумно ставить VAC=1, что Вы и наблюдаете. Про падение усиления при VDC=7: Скорее всего происходит ограничение сигнала из-за высокой постоянной составляющей, что симулятор и показывает, хотя часто он этого не делает в режиме AC sweep - это зависит от качества моделей. Лучше включать временной анализ для рассмотрения ограничений, спектра, нелинейных искажений и пр. И такой вопрос-в таких задачах нужно получить указанное в условии Кu при vac=6...8 В (к примеру), а не при vac=1? Я пробовала смоделировать при vac=6 и vdc=0, и получила Кu=18.5 %) И как можно учесть в расчетах это входное u=6...8? Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Myron 0 7 апреля, 2012 Опубликовано 7 апреля, 2012 · Жалоба Да у Вас второй ОУ включен неправильно. Его входы надо поменять - сравните включение первого ОУ и второго. Еще раз проверьте по модели распиновку, модель может не совпадать с распиновкой производителя. Подозрителен коэффициент усиления первого звена, он должен быть = R21/R22 = 1.22, что дает выходное смещение 7Вх1.22 = - 7.85 (минус из за инверсии). Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
silver_elf 0 8 апреля, 2012 Опубликовано 8 апреля, 2012 (изменено) · Жалоба Подозрителен коэффициент усиления первого звена, он должен быть = R21/R22 = 1.22, что дает выходное смещение 7Вх1.22 = - 7.85 (минус из за инверсии). Вот тут мне было неясно, использовать в расчетах коэффициент усиления в децибелах или перевести в абсолютные единицы? Пока я использовала в абсолютных единицах, и у первого звена К = 1 дБ = 20 ln(Кабс), отсюда Кабс = 1.122. Моделирую по отдельности 1е звено (параметры источника Vac на входе: vac = 1 и vdc = 0), ставлю маркер VDB и получаю K=1 дб. А вот со 2м звеном какие-то проблемы, как операционник ни включай( Изменено 8 апреля, 2012 пользователем silver_elf Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Alex11 3 8 апреля, 2012 Опубликовано 8 апреля, 2012 · Жалоба Подсчитайте по переменке. Кроме того, непонятно - Ваши входные 6-8 В это действующее значение, или пик-пик. 8 В действующего не пролезает в этот опер никакими силами. Посчитайте с обратной стороны: максимум питания для него +/- 16 В, далее нужно отнять по 3 В до максимального выходного - получаете +-13. ДЕлим на Ваш Ку и приводим к эффективному - будет 6.58 В - это максимум, который Вы можете себе позволить (при питании +-16 В). Если нужно больше - меняйте опер либо на более высоковольтный, либо на rail-rail, а лучше и то и другое. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
pmm 0 8 апреля, 2012 Опубликовано 8 апреля, 2012 · Жалоба 20*lgk=3. Логарифм десятичный. Соответственно, сквозной коэффициент усиления равен 1,42. Как правило, если специально не указано на амплитудное значение, речь идет о действующем значении. Для максимального входного сигнала 8 В амплитуда составит 11,28 В, а амплитуда выходного сигнала - 16,02 В. Операционные усилители должны быть с питанием не менее +-18 В. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
silver_elf 0 8 апреля, 2012 Опубликовано 8 апреля, 2012 · Жалоба Да у Вас второй ОУ включен неправильно. Его входы надо поменять - сравните включение первого ОУ и второго. Еще раз проверьте по модели распиновку, модель может не совпадать с распиновкой производителя. Подозрителен коэффициент усиления первого звена, он должен быть = R21/R22 = 1.22, что дает выходное смещение 7Вх1.22 = - 7.85 (минус из за инверсии). Да, включила 2й ОУ как 1й (+ на землю), задала в источнике Vac на входе: vac = 1 и vdc = 0 и получила на выходе всей схемы свои 3 дб. Спасибо) 20*lgk=3. Логарифм десятичный. Соответственно, сквозной коэффициент усиления равен 1,42. Как правило, если специально не указано на амплитудное значение, речь идет о действующем значении. Для максимального входного сигнала 8 В амплитуда составит 11,28 В, а амплитуда выходного сигнала - 16,02 В. Операционные усилители должны быть с питанием не менее +-18 В. Поменяла питание операционных усилителей на 20 В, при значениях vac = 1 и vdc = 0 (источник vac на входе) получаю Квсей схемы=3 дб. Попробую теперь смоделировать во временной области, на входе схемы vac на vsin заменить и ампилитуду указать в параметре vampl? и какое взять voff? Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
pmm 0 8 апреля, 2012 Опубликовано 8 апреля, 2012 · Жалоба Попробую теперь смоделировать во временной области, на входе схемы vac на vsin заменить и ампилитуду указать в параметре vampl? и какое взять voff? Зачем постоянное смещение входного сигнала? В задании его нет? Значит равно нулю. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
silver_elf 0 8 апреля, 2012 Опубликовано 8 апреля, 2012 · Жалоба Зачем постоянное смещение входного сигнала? В задании его нет? Значит равно нулю. Так, помоделировала в режиме Time domain с VSIN: взяла для начала Voff=0, Vampl=1 и 100 герц. Получила синусоиду с амплитудным значением 1.17 вольт (маркер V) Вернулась затем к анализу AC Sweep, поставила на входе источник VAC с параметрами Vac=1 и Voff=0, поставила маркер VDB и получила коэффициент усиления всего фильтра на частоте 100 герц К=2.167 дБ, а это в абсолютных единицах 1.28. 1.17 и 1.28 - это очень большое различие в данном случае? (( Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
ToR_TDA 0 8 апреля, 2012 Опубликовано 8 апреля, 2012 (изменено) · Жалоба Так, помоделировала в режиме Time domain с VSIN: взяла для начала Voff=0, Vampl=1 и 100 герц. Получила синусоиду с амплитудным значением 1.17 вольт (маркер V) Вернулась затем к анализу AC Sweep, поставила на входе источник VAC с параметрами Vac=1 и Voff=0, поставила маркер VDB и получила коэффициент усиления всего фильтра на частоте 100 герц К=2.167 дБ, а это в абсолютных единицах 1.28. 1.17 и 1.28 - это очень большое различие в данном случае? (( Частотные характеристики надо смотреть. Прикинул для Вашего задания первое приближение. На графике АЧХ: синий - первое звено, зеленый - второе, красный - вместе. Изменено 8 апреля, 2012 пользователем ToR_TDA Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
silver_elf 0 8 апреля, 2012 Опубликовано 8 апреля, 2012 (изменено) · Жалоба Частотные характеристики надо смотреть. Прикинул для Вашего задания первое приближение. На графике АЧХ: синий - первое звено, зеленый - второе, красный - вместе. Вот моя итоговая схема и ее ЛАЧХ - т.е. схемы в целом. И такой вопрос- на частоте сопряжения у фильтра третьего порядка спад составляет 18 дб/ октаву. Тогда сколько будет на декаду? 60? Но у меня явно не 60 ((( оффтопик: а в какой программе вы собирали схему? И что совсем удивительно, после первого звена - ФНЧ 1го порядка, спад составляет всего 3 дб/декаду на частоте сопряжения %) Апдейт: нашла свою ошибку - после 1го звена спад 20 дб/дек, а после всей схемы, получается, что 40 Изменено 8 апреля, 2012 пользователем silver_elf Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
ToR_TDA 0 9 апреля, 2012 Опубликовано 9 апреля, 2012 · Жалоба Вот моя итоговая схема и ее ЛАЧХ - т.е. схемы в целом. И такой вопрос- на частоте сопряжения у фильтра третьего порядка спад составляет 18 дб/ октаву. Тогда сколько будет на декаду? 60? Но у меня явно не 60 ((( оффтопик: а в какой программе вы собирали схему? И что совсем удивительно, после первого звена - ФНЧ 1го порядка, спад составляет всего 3 дб/декаду на частоте сопряжения %) Апдейт: нашла свою ошибку - после 1го звена спад 20 дб/дек, а после всей схемы, получается, что 40 Где-то у Вас в расчетах ошибка, частота среза получившегося фильтра гораздо меньше 3кГц. На 3кГц должно быть -3Дб от полосы пропускания, так в полосе у Вас усиление +3Дб то на 3кГц должно быть 0Дб. Если вы нашли ошибку, то хорошо. Использую программу MicroCap, большой разницы с Orcad-ом для Вашего случая не вижу. Затухание должно быть 60Дб на декаду это для 3-го порядка. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
silver_elf 0 14 апреля, 2012 Опубликовано 14 апреля, 2012 · Жалоба Нашла баг в расчетах ну а как без багов - без них скучно и теперь у меня наконец-то получился работающий фильтр) Спасибо всем, кто помог мне разобраться - у вас замечательный форум) Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться