Filtro passa alto VCVS del terzo ordine

Materie:Appunti
Categoria:Elettronica

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Testo

1 - Scopo esperienza
Lo scopo di questa esperienza è quello di realizzare un filtro passa alto a reazione semplice (VCVS) che abbia le seguenti caratteristiche:
fo = 4,5 KHz
Roll-off = 60 dB/dec
Massima selettività, ripple 2 dB
A0 = 26 dB
Da questi dati abbiamo capito che si tratta di un filtro del terzo ordine; per la realizzazione abbiamo utilizzato due passa-alto, uno di primo ordine e uno del secondo entrambi a reazione positiva semplice di Sallen-Key (VCVS, Voltage Controlled Voltage Source).

2 - Premesse teoriche
Per filtro a reazione positiva semplice di Sallen-Key si intende una struttura circuitale adatta a realizzare celle filtranti del secondo ordine di tipo passa-basso, passa-alto, passa-banda come rappresentato nel foglio allegato 1. Essa viene detta a reazione positiva semplice per ricordare le caratteristiche dell’amplificatore non invertente dal quale trae origine.
Le ammettenze Y presenti nel circuito sono costituite esclusivamente da resisenze e condensatori. Ponendo K = Vo/V+ = 1 + RB/RA, e scrivendo l’equazione al nodo A si ricava la seguente funzione di trasferimento:

Filtro passa-alto del 1° ordine
Un filtro passa-alto del 1° ordine (vedi foglio allegato 2), ha la seguente funzione di trasferimento:

A(s)=
Le formule di progetto di questo filtro sono le seguenti:
Filtro passa-alto del 2° ordine
Lo schema circuitale del flitro passa-alto del 2° ordine è rappresentato nel foglio allegato 3; dall’equazione [1], ponendo Y1 = Y4 = s C, Y2 = Y5 = 1/R e Y3 = 0, si ricava la seguente funzione di trasferimento:

3 – Calcoli preliminari
4 – Schemi
Lo schema del filtro del 3° ordine è riportato nel foglio allegato 4.
5 – Descrizione prova
Dopo esserci ricavati i valori resistivi e capacitivi (vedi punto 3), abbiamo proceduto con il montaggio del circuito su basetta.
6 – Raccolta dati e calcoli finali
7 – Grafici
8 - Conclusioni
A causa di problemi relativi al montaggio del circuito, tra i quali quello dei valori resistivi che non corrispondevano a quelli da noi richiesti, siamo stati costretti ad effettuare collegamenti un po’ approssimativi di resistenze in serie ed in parallelo causando dei disturbi nel segnale di uscita. Per cercare di ridurre al minimo tali errori, utilizzando anche valori di resistenza leggermente diversi da quelli stabiliti in precedenza, abbiamo perso tempo, non riuscendo così a rilevare i dati richiesti.

Esempio