فیلتر شکافی T دوقلو:
به دلیل این که یک فیلتر شکافی T دوقلو ساده اساسا از یک شبکه RC پسیو تشکیل شده است، در نتیجه عیب بزرگ این مدار این است که بیشینه مقدار خروجی VOUT در مقادیر کمتر از فرکانس شکاف معمولا کمتر از مقدار بیشینه خروجی برای مقادیر بالاتر از فرکانس شکاف است.
دلیل این امر این است که دو مقاومت سری 2R در بخش فیلتر پایین گذر، اتلاف بالاتری را نسبت به راکتانس دو خازن سری C در بخش فیلتر بالا گذر ایجاد می کنند.
علاوه بر بهره نابرابر در دو سمت فرکانس شکاف، عیب دیگری که در مدار فیلتر شکافی T دوقلو وجود دارد این است یک مقدار Q ثابت برابر با 0٫25 در حدود 12- دسیبل دارد.
این امر بدین دلیل است که در فرکانس شکاف، راکتانس دو خازن سری برابر با رزیستانس دو مقاومت سری است و همین باعث می شود که جریانی که در هر کدام از شاخه ها برقرار می شوند، به اندازه 180 درجه با همدیگر اختلاف فاز داشته باشند.
این مدار فیلتر شکافی T دوقلو را می توان بهبود داد و فیلتر شکافی را به وجود آورد که قدرت گزینش گری بالاتری داشته باشد.
برای این کار می توان از فیدبک مثبت متصل به مرکز دو شاخه اصلی استفاده کرد. به جای اتصال پیوند R و 2C به زمین، می توان آن را به پین مرکزی شبکه مقسم ولتاژ متصل کرد که از سیگنال خروجی تغذیه می شود.
مقدار فیدبک سیگنال که توسط نرخ مقسم ولتاژ تنظیم می شود، مقدار Q را مشخص می کند. Q نیز به نوبه خود، یک عامل تعیین کننده عمق شکاف در نظر گرفته می شود.
مداری که در این حالت به وجود می آید، فیلتر شکافی T دوقلو تک اپ امپی نام دارد که در تصویر زیر نشان داده شده است.
در مدار فیلتر شکافی T دوقلو تک اپ امپی، خروجی مدار توسط یک بافر اپ امپی غیر معکوس کننده تکی از مقسم ولتاژ ایزوله شده است.
خروجی مدار مقسم ولتاژ به نقطه اتصال به زمین R و 2C متصل شده است. مقدار فیدبک سیگنال که به آن سهم فیدبک K می گویند، توسط نسبت مقاومت ها تنظیم می شود و دارای رابطه زیر است:
مقدار Q بر اساس نسبت مقاومت هایR3 و R4 تعیین می شود، اما اگر بخواهیم فاکتور Q را کاملا قابل تنظیم کنیم، در این صورت می توانیم این دو مقاومت فیدبک را با یک پتانسیومتر جایگزین کنیم و آن را به یک بافر اپ امپی دیگر بدهیم تا بهره منفی افزایش یابد.
همچنین برای به دست آوردن بیشینه عمق شکاف در فرکانس داده شده، می توان مقاومت هایR3 وR4 را حذف کرد و پیوند R و 2C را مستقیما به خروجی متصل کرد.
مثال 2: فیلتر شکافی:
یک فیلتر شکافی RC باند باریک با دو اپ امپ را طراحی کنید که فرکانس شکاف مرکزی fN آن برابر با 1 کیلو هرتز و پهنای باند 3- دسیبل آن برابر با 100 هرتز باشد.
از خازن 0٫1 میکرو فاراد در مدار خود استفاده کنید و مقدار عمق شکاف مورد انتظار را بر حسب هرتز محاسبه کنید.
حل:
اطلاعات داده شده را می توان به صورت زیر خلاصه کرد:
ابتدا باید مقدار مقاومت R را برای مقدار خازن داده شده 0٫1 میکرو فاراد محاسبه کرد:
در گام بعد نوبت به محاسبه مقدار Q می رسد. برای این کار باید به طریق زیر عمل کنیم:
مقدار سهم فیدبک K را نیز می توان بر اساس رابطه زیر محاسبه کرد:
حال نوبت به محاسبه مقاومت هایR3 وR 4 می رسد:
مقدار مقاومت R4 را برابر با 10 کیلو اهم فرض کنید. در این صورت مقاومت R3 به صورت زیر به دست می آید:
در نهایت می توانیم مقدار عمق شکاف فیلتر مورد انتظار را به دست آوریم:
مدار فیلتر شکافی که در نهایت طراحی می شود به صورت زیر است.
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
