Filtre cu parametri controlati

Filtre cu parametri controlati

* Controlul electronic al parametrilor: frecventa caracteristica a filtrului; factorul de calitate (coeficientul de amortizare); amplificarea in banda de trecere.

* modalitati:

- digital, cu cod binar aplicat unui convertor D/A cu care se modifica constantele circuitului;

- printr-o tensiune analogica respectiv printr-un multiplicator analogic folosind un tranzistor cu efect de camp ca rezistenta controlabila prin tensiune;

- modulare prin frecventa sau factor de umplere a unor impulsuri folosind tehnica comutarii capacitatilor.

* varianta cea mai potrivita este aceea cu variabile de stare in care controlul se face prin modificarea electronica a constantelor de timp ale integratoarelor deoarece au iesiri diferite pentru mai multe tipuri de functii de transfer si pentru ca frecventa caracteristica si factorul de calitate pot fi reglati independent.

* schema de principiu este cu doua integratoare controlate si un circuit sumator realizat cu primul AO:

* tensiunile de la iesirile celor trei AO:

; ; ,

* se deduc functiile de transfer pentru cele trei filtre:

* parametrii filtrelor:

- pentru toate cele trei filtre:

. * cum se modifica parametrii:

- daca se modifica si se modifica dar nu se modifica

- daca se modifica simultan si proportional si , se modifica dar nu se modifica factorul de calitate;

REFERAT: Ce sa faceti inainte de inundatie? REFERAT: Executarea si receptionarea ancorajelor metalice tip inel-con si dorn

- daca se modifica numai , se modifica dar nu se modifica factorul (banda de trecere pentru FTB).

* controlul constantei de timp de integrare pentru un integrator cu AO se face intr-o schema in care se foloseste un multiplicator analogic.

- tensiunea de la iesirea multiplicatorului analogic este proportionala cu produsul analogic al celor doua tensiuni de intrare, ;

- pe una din intrari se aplica tensiunea de comanda, , iar pe cealalta intrare se aplica tensiunea de la iesirea unui integrator cu AO, adica .

- Tensiunea de iesire va fi:

. - constanta de timp a integratorului este , dependenta de tensiunea de comanda (cu tensiune de comanda negativa pentru a avea un integrator neinversor).

* in realizarea functiilor de transfer controlabile, intervin erorile de integrare si erorile de neliniaritate ale multiplicatorului analogic.

* exemplu de FTJ controlat in tensiune:

* functia de transfer:

.

* alta posibilitate de control al constantei de timp a unui integrator este de a inlocui rezistenta de integrare a unui integrator obisnuit cu AO cu un generator de curent comandat de un convertor DAC:.

* tensiunea de la iesirea circuitului:

, obtinandu-se o constanta de timp controlabila prin codul numeric aplicat convertorului digital/analogic, .

* controlul parametrilor filtrelor active se poate face si prin tehnica comutarii capacitatilor. In principiu, se simuleaza componente electronice (de ex. rezistente) prin comutarea rapida a unei sarcini electrice intr-o sau dintr-o capacitate. Aceasta tehnica se foloseste in circuite VLSI pentru ca prin aceasta tehnologie este posibila integrarea functiilor analogice folosind elemente de comutatie ca TECMOS si capacitati de valoare foarte mica. Deci se pot realiza componente traditionale foarte stabile, cu toleranta mica, cu valori mari ale rezistentelor si capacitatilor precum si inductante.

Principiul de functionare a acestor circuite:

* comutatoarele K₁ si K₂ functioneaza in antifaza (fiind esentiala evitarea situatiei in care ambele permit conductia curentului;

- cand K₁ este inchis si comutatorul K₂ este deschis, capacitatea se incarca la tensiunea de la intrare;

- cand cele doua comutatoare isi schimba starea, adica se inchide comutatorul K₂ si se deschide comutatorul K₁, se transfera o anumita cantitate de sarcina de la capacitatea , avand in vedere diferenta de potential dintre cele doua borne, adica:

. - daca sarcina este comutata de la la cu frecventa , atunci valoarea medie a curentului care curge intre si va fi:

adica se obtine o rezistenta:

, cu valoarea controlata digital (prin ).

* avantaje:

- se elimina rezistentele utilizate in circuitele integrate liniare, tehnologie in care rezistentele se realizeaza cu tolerante mari, cu coeficient termic mare si cu o arie ocupata mare;

- se pot simula caracteristici ale circuitelor analogice cum ar fi frecventa caracteristica a unui filtru;

- proprietatile circuitelor pot fi facute dependente de rapoarte de capacitati prin care se asigura o toleranta de 0,1% si o mai buna stabilitate la variatii ale temperaturii;

- se pot simula valori mari de rezistente (de exemplu, pentru , se obtine ).

* exemplu de utilizare a acestei tehnici:

- tensiunea de iesire:

.