Фильтры на переключаемых конденсаторах

В фильтрах на переключаемых конденсаторах функции резисторов выполняют переключаемые с высокой скоростью конденсаторы. Например, можно преобразовать ФНЧ первого порядка в фильтр на переключаемых конденсаторах, представленный на рис. 1.31.

Рисунок 1.31 – ФНЧ первого порядка на переключаемых конденсаторах

Преимущества этих фильтров заключаются в следующем:

· сложные в изготовлении прецизионные резисторы заменяются на конденсаторы, позволяющие реализовать более точные отношения их номиналов,

· очень просто изменить значение граничной частоты фильтра путем изменения частоты тактового генератора, переключающего конденсаторы.

Семейство типичных однокристальных фильтров с фиксированными характеристиками включает ФНЧ седьмого порядка, ФВЧ пятого порядка, полосовые и режекторные фильтры. Для работы этих фильтров требуется только тактовый генератор, обеспечивающий типичную ширину полосы пропускания сигналов до 25 kHz. Имеются также универсальные активные фильтры для разработчиков, желающих получить любую требуемую классическую характеристику фильтра с помощью внешних компонентов.

Вопросы для самопроверки

1. Перечислите основные характеристики идеального операционного усилителя

2. Что такое дифференциальный входной сигнал операционного усилителя

3. Что такое синфазный входной сигнал ОУ?

4. Как определяется КОСС?

5. Нарисуйте примерные графики статической передаточной характеристики VOUT = f(VIN) для инвертирующего и неинвертирующего включений ОУ с учетом смещения нуля и насыщения усилителя.

6. В чем заключается преимущество нескорректированного ОУ перед аналогичным ОУ с полной внутренней коррекцией?

7. Как повысить быстродействие ОУ?

8. Укажите, чем определяются величины резисторов (и их соотношение) на неинвертирующем входе ОУ в дифференциальном включении?

9. Усилитель 140УД6 включен по схеме неинвертирующего усилителя, причем R1 = 3 кОм, а R2 = 100 кОм. Определите выходное сопротивление схемы.

10. Можно ли в схеме с двухполярным питанием применить ОУ, предназначенный для использования в схемах с однополярным питанием?

11. Увеличение сопротивлений резисторов в цепях обратной связи ОУ уменьшает нагрузку усилителя и снижает потребление энергии. Кроме того, это позволяет уменьшить емкость конденсаторов в частотнозависимых обратных связях. Почему же эти сопротивления не выбирают очень большими? Чем определяется максимальная величина резистора обратной связи?

12. Нарисуйте выходной сигнал интегратора (рис. 1.11) при U_вых =

13. Перечислите основные неидеальности ОУ и их влияние на свойства ОУ.

14. Что такое пассивные фильтры и для чего они предназначены?

15. Чем определяется порядок фильтра?

16. Нарисуйте схему активного ФНЧ первого порядку.

17. В чем заключаются преимущества фильтров на переключаемых конденсаторах?