Фильтрация помех. Схема

Во многих электрических, радиотехнических, и телеметрических системах и устройствах необходимо выделять узкополосные составляющие. Сигналы заданной частоты или заданной полосы частот выделяют при помощи частотных электрических фильтров.

К частотным электрическим фильтрам предъявляются два основных требования. В одной области частот, которая называется полосой пропускания (или полосой прозрачности), составляющие частотного спектра выделяемого сигнала не должны ослабляться, а в другой, называемой полосой задерживания (заграждения, подавления, режекции), их ослабление (затухание) должно быть не меньше определенного значения.

Фильтр считают идеальным, если в полосе пропускания ослабление отсутствует и фазово-частотная характеристика линейна (при этом условии нет искажения формы сигналов), а вне полосы пропускания все частотные составляющие полностью подавляются.

На одном ОУ достаточно просто реализуется фильтр второго порядка. На рисунке представлен фильтр низкой частоты на операционном усилителе LM324N. Для реализации фильтров нижних частот, верхних частот и полосовых широкое применение нашла схема фильтра второго порядка Саллена-Ки. На рис. 6.12 приведен ее вариант для ФНЧ.

(а)

Рис. 6.12 Схемы активного фильтра 2-го порядка на ОУ

В среде Multisim модель такого фильтра может быть собрана так, как представлено на рис. 6.13. Частоту среза такого фильтра можно рассчитать по формуле:

Рис. 6.13. ФНЧ на операционном усилителе

Произведем расчет частоты среза собранного ФНЧ:

Гц

С помощью анализа на AC получим АЧХ исследуемого фильтра. Наблюдаемая частота среза находится в диапазоне 200 Гц.