Сравнительная оценка свойств различных схем ФНЧ

Низкочувствительные фильтры нижних частот можно реализовать в виде конверторной модели (КФ – см. рис. 2.5, 2.6) лестничного LC- фильтра либо в виде квазилестничного фильтра (КЛФ – см. рис. 3.1, 3.2 и 3.3). Наиболее существенным положительным свойством конверторных ФНЧ является широкий рабочий диапазон частот, что объясняется взаимной компенсацией фазовых искажений операционных усилителей, составляющих конвертор. Т.е. конверторный ФНЧ по сравнению с другими фильтрами, где отсутствует компенсация фазовых искажений, способен работать или на гораздо более высоких частотах при одних и тех же типах ОУ, или на тех же частота, что и другие типы ФНЧ, но с использованием ОУ с гораздо меньшей площадью усиления ( – коэффициент усиления ОУ, – его граничная частота). Это преимущество может достигать значений в несколько десятков или сотен раз, но только при условии полной идентичности параметров ОУ1 и ОУ2 в каждом конверторе (см. рис. 2.4). Но даже в случае разброса параметров ОУ указанное преимущество сохраняется, хотя и на более низком уровне.

В табл. 5.5 приведены сравнительные количественные оценки конверторных фильтров нижних частот со схемами типа А и В (ФНЧ-А, ФНЧ-В) и квазилестничных фильтров (КЛФ-На, КЛФ-Нб), выполненных на основе звеньев рис. 3.3, а и б). Данные таб. 5.5 относятся к конкретным типам фильтров, рассматриваемым ниже в качестве примеров. Для фильтров с другими параметрами () количественные оценки будут другими, но качественные останутся теми же.

Таблица 5.5

Параметры	кГц		МГц	дБ	дБ	дБ	колич. ОУ	колич. конден.	колич. резист.
ФНЧ-А				12,9	0,168	0,095
ФНЧ-В				12,5	0,094	0,044
КЛФ-На	0,6				0,129	0,061
КЛФ-Нб					0,144	0,071

Квазилестничный фильтр КЛФ-Нб, составленный из звеньев б, по своим частотным свойствам мало отличается от конверторного фильтра со схемой В, что объясняется наличием в схеме звена рис. 3.3, б взаимной компенсации фазовых искажений операционных усилителей, составляющих звено, но отличается от него несколько меньшей стабильностью и имеет большее количество схемных компонентов. Различие квазилестничных фильтров со звеньями а и б проявляется только в меньшем рабочем частотном диапазоне у КЛФ-На (отсутствует компенсация фазовых искажений). При указанных в табл. 5.5 значениях граничных частот влияние площади усиления операционных усилителей () на АЧХ рассматриваемых фильтров примерно одинаковое.

В чем уступает конверторный квазилестничному фильтру, так это в величине максимального коэффициента динамической перегрузки . Можно отметить еще проблему обеспечения режима по постоянному току операционных усилителей в конверторных ФНЧ и сложности перестройки АЧХ. Если сравнивать между собой конверторные фильтры со схемами типа А и В, то, как видно из табл. 5.5, ФНЧ-А не имеет по сравнению с ФНЧ-В преимуществ ни по одному из указанных в таблице параметров, уступая как по степени компенсации частотных искажений в конверторах, так и по стабильности АЧХ, что объясняется свойством невзаимности конверторов, участвующих в реализации незаземленных суперемкостей. Кроме того, у ФНЧ-А нечетного порядка типа а по сравнению с ФНЧ-В на единицу больше число конверторов.

Дата добавления: 2015-08-03