Практическое применение операционных усилителей. Часть вторая. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Начинающему радиолюбителю

 Комментарии к статье

Итак, в первой части мы рассмотрели схемы включения ОУ в качестве усилителей, в этой части рассмотрим включения ОУ в качестве фильтров.

Фильтр Высоких Частот (ФВЧ, High-Pass - как угодно)

Требуется он для отсекания сигнала, частота которого ниже определенного порога, который называется, кстати, частотой среза.

Простейший ФВЧ выглядит так:

Первая схема с неинвертирующим включением ОУ, вторая - с инвертирующим.

Это фильтр первого порядка с ослаблением ненужного сигнала - крутизной - 6дБ на октаву. Определить частоту среза можно, рассчитывая реактивное сопротивление конденсатора. Когда оно станет равным сопротивлению резистора, включенного последовательно с конденсатором - это будет самое то.

Формула следующая:

Где F - частота в Герцах, C - емкость в Фарадах, Ec - сопротивление в Омах.

Если крутизна фильтра первого порядка кажется недостаточной, можно справить фильтр второго порядка - с крутизной 12 дБ на октаву как показано на рисунке.

Это - так называемый, фильтр Баттерворта. Назван так, видимо, в честь того чувака, который его придумал.

Чтобы посчитать его граничную частоту можно воспользоваться следующими соотношениями:

R1=R2; С1=2С2;

При выборе резисторов надо учесть, что их номиналы должны лежать в пределах 10-100 кОм, поскольку выходное сопротивление фильтра растет вместе с частотой и если номиналы резисторов выходят за вышеуказанные рамки это может сказаться на работе фильтра. Отрицательно, разумеется - иначе зачем предупреждать?

Фильтр Низких Частот (ФНЧ, Low-Pass - как угодно)

Работа этого фильтра прямо противоположна предыдущему - он отрезает сигнал, частота которого выше частоты среза. В принципе, все то же самое, что и в предыдущем случае, только конденсатор включается не последовательно с резистором, а параллельно ему.

Первая схема - неинвертирующее включение, вторая - инвертирующее. Частота среза считается ровно таким же способом, как и в случае ФВЧ.

Ну и схема фильтра второго порядка - того же самого гражданина Баттерворта.

Опять же - считается все точно так же, как было описано выше.

Полосовой Фильтр (Band-Pass)

Полосовой фильтр применяется в тех случаях, когда необходимо выделить некую полосу частот из всего спектра. Например, в спектроанализаторах или вроде того.

Формулы расчета приводить тут не буду - дюже они забористые. Для расчета полосовых фильтром советую воспользоваться замечательной программой - Filter Wiz Pro от Schematica Software. Впрочем, ей так же можно воспользоваться и для расчетов любых других фильтров.

Фильтр-пробка (Notch Filter)

Если вам нужно ослабить (практически до нуля) некую выбранную частоту, то это фильтр как раз для вас.

Формула расчета вот такая:

где R=R3=R4, C=C1=C2;

При построении этого фильтра очень важна точность номиналов компонентов - от этого зависит степень "убивания" выбранной частоты. Так, при применении резисторов и конденсаторов с допуском 1%, можно получить ослабление частоты до 45дБ, хотя, теоретически, можно добиться и 60дБ. Например, если вы хотите грохнуть ненавистную всем частоту 50Гц, то берем следующие номиналы: R1=R2=10кОм, R3=R4=68кОм, С1=С2=47нФ.

Фильтр-пробка с двойным Т-мостом

С помощью этого фильтра можно не только ослаблять выбранную частот, но и регулировать степень ее ослабления переменным резистором R4. Формула расчета номиналов такая же, как и в предыдущем случае.

Публикация: radiokot.ru

Смотрите другие статьи раздела Начинающему радиолюбителю.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Открыта новая квантовая фаза материи на грани двух материалов 20.08.2025 Одним из направлений исследований современной науки остается поиск новых квантовых фаз материи, которые возникают при особых сочетаниях материалов и экстремальных условиях. Недавнее открытие, сделанное учеными Ратгерского университета, показывает, что граница между разными веществами может скрывать уникальные состояния, ранее неизвестные науке. В ходе эксперимента исследователи объединили два необычных материала - вейловский полуметалл и так называемый спиновый лед. Вейловские полуметаллы известны благодаря существованию в них вейловских фермионов, обеспечивающих почти без потерь прохождение электрического тока. Спиновый лед, в свою очередь, отличается особым порядком магнитных моментов, напоминающим расположение атомов водорода в ледяной кристаллической решетке. На границе этих веществ и проявилось новое квантовое явление. При воздействии сверхвысоких магнитных полей и в условиях экстремально низких температур ученые заметили необычное поведение электронов. Вместо привычного движения они распределялись в шести нестандартных направлениях, сопровождаемых минимальной проводимостью. Подобный эффект ранее никогда не наблюдался. Он получил объяснение как проявление электронной анизотропии, связанной с нарушением вращательной симметрии. Все это указывает на формирование совершенно нового состояния - квантового жидкого кристалла. Особый интерес вызвал и тот факт, что при дальнейшем усилении магнитного поля электроны внезапно перестраивались и начинали двигаться только в двух противоположных направлениях. Это поведение усилило представление о необычности состояния, которое не укладывается в рамки известных моделей проводимости. Чтобы реализовать такой эксперимент, исследовательская группа разработала особую установку Q-DiP (Quantum phenomena discovery platform). Она позволила создавать сверхтонкие атомные слои и строить гетероструктуры с заданными квантовыми свойствами. Именно эта технологическая база сделала возможным открытие новой фазы материи. Помимо чисто фундаментального значения, работа имеет и прикладной потенциал. Квантовые жидкие кристаллы могут лечь в основу разработки высокочувствительных сенсоров магнитных полей, способных работать в условиях, где традиционные приборы бессильны, например, в космосе или внутри мощных промышленных установок. Как отметил первый автор статьи Цзун-чи Ву, исследование следует рассматривать как первый шаг к дальнейшему изучению новых квантовых фронтиров. По его словам, открытие должно вдохновить физическое сообщество на поиск других необычных фаз материи, которые могут изменить представления о взаимодействии электронов и магнетизме.

Другие интересные новости:

▪ Откуда курятина и чем кормили кур

▪ Цифровой актер

▪ Держатель-присоска для переноса трансплантатов и биосенсоров

▪ Гибрид мотоцикла с автомобилем

▪ Влияние социального поведения на риск игромании

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Детекторы напряженности поля. Подборка статей

▪ статья Пуп земли. Крылатое выражение

▪ статья Какой цветок носит одинаковое по смыслу название в большинстве европейских языков? Подробный ответ

▪ статья Перевозка людей грузовым автотранспортом. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Прибор для ориентировки антенн ДМВ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Нагреваем иголку. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025