Выбор схемы реализации и денормирование элементов

Схема реализации может быть представлена в виде макромодели и в виде полной электрической схемы.

Рис.6.4. Выбор опций

Вид представления выбирается кнопкой Options в меню таблицы (рис.6.3), после чего появляется экран выбора ряда функций (рис.6.4), включая функцию выбора вида изображаемой схемы Create в виде схемы или макромодели. Рекомендуется установить Circuit (схема).

Далее осуществляется переход к режиму реализации схемы, для чего в меню выбирается кнопка Implementation, после чего появляется экран решения задачи реализации (рис.6.5).

Рис.6.5. Экран решения задачи реализации

В теории активных фильтров реализация осуществляется каскадным соединением звеньев второго порядка. Каждое звено второго порядка может быть реализовано различными типами схем. Выбор типа схемы производится нажатием кнопки на имени любого звена, как показано на рис.6.6. Если тип схемы для всех звеньев одинаково, то это отмечается в окне Same Circuit for Each Stage (рис.6.6). Для выбора реальных соотношений между номинальными значениями компонентов схемы в окне Impedance Scale Factor (рис.6.6) можно ввести коэффициент, на который умножаются все сопротивления схемы и делятся все емкости схемы. В окне Opamp Model to Use (рис.6.6) выбирается тип операционного усилителя (ОУ) нажатием стрелочки. В окнах Resistor Values и Capacitor Values выбираются типы резисторов и конденсаторов нажатием кнопки Browse. Типы рекомендуемых ОУ, резисторов и конденсаторов практически не подходят для реализации сложных активных фильтров. Поэтому рекомендуется выбирать идеальную модель ОУ и точные значения резисторов и конденсаторов в окнах Exact (рис.6.6).

Рис.6.6. Окно выбора схемы реализации

Схема фильтра возникает на экране после выполнения команды “Ok” (рис.6.7).

Рис.6.7. Схема синтезированного фильтра с идеальными компонентами

На рис.6.8 представлен результат анализа этой схемы в режиме АС. Характеристика усиления схемы с идеальными компонентами полностью удовлетворяет требованиям к фильтру. Используя порядок ввода схемы, рассмотренный в разделе 5.2, были заменены номинальные значения компонентов синтезированного фильтра на реально существующие из стандартного ряда резисторов и конденсаторов.

Измененная схема представлена на рис.6.9.

Рис.6.8. Характеристика усиления в дБ для схемы фильтра с идеальными компонентами

Рис.6.9. Схема с реальными компонентами

Характеристика усиления этой схемы, полученная в режиме анализа АС, приведена на рис.6.10. Ясно, что схема фильтра с реальными компонентами не удовлетворяет требованиям. Практика разработки фильтров использует процедуру настройки. В качестве элемента настройки был выбран резистор R10 = 7,95 k. Характеристика усиления схемы с настроенным элементом, полученная в режиме анализа АЧХ, представлена на рис.6.11.

Рис.6.10. Характеристика усиления в дБ для схемы фильтра с реальными компонентами

Настройка синтезированного фильтра является частным случаем процедуры оптимизации, предусмотренной в МС7, и которая будет рассмотрена в следующем разделе.

Рис.6.11. Характеристика усиления схемы с настроенным элементом