Progettare un elimina-banda di 2° ordine


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Le caratteristiche principali del circuito, nella tipologia a sottrazione di segnale, sono così riassunte: Guadagno in banda passante <20 dB. Guadagno in banda di reiezione teoricamente zero, nella pratica inferiore a -50 dB in relazione alla tolleranza dei componenti ed al layout del circuito. Guadagno alla frequenza di taglio GDC-3 dB. Pendenza finale nella banda di reiezione pari a 6 dB/ottava. Fattore di qualità Q tipicamente <50. Fase del segnale in banda passante di tipo non invertente. Numero di amplificatori operazionali richiesti 2. Numero di componenti passivi richiesti 7 tra resistenze e condensatori. A seguire lo schema elettrico di riferimento, nel quale per semplicità viene omessa la rete di alimentazione e polarizzazione, e le relazioni matematiche di progetto.

Filtro elimina-banda di 2° ordine

Schema del filtro elimina-banda (notch) di 2° ordine

Nelle formule tutte le resistenze sono in ohm mentre i due condensatori, dello stesso valore in questo schema, sono espressi in Farad. GDC è il guadagno alla frequenza zero (espresso come dB). Fo è la frequenza centrale in Hz. BW è la larghezza della banda di reiezione a GDC meno 3 dB (espressa in Hz). Q infine è il fattore di qualità della rete. A seguire le curva di risposta in frequenza per guadagno unitario e fattore Q posto a 5:

Curva di risposta del filtro elimina-banda di 2° ordine

Curva di risposta del filtro elimina-banda di 2° ordine

FAQ :

Come massimizzare l'attenuazione alla frequenza centrale?

Il filtro opera sottraendo due segnali, quello prelevato dall'ingresso tramite R4 e quello prelevato da una sezione passa-banda tramite R3. Solo quando le ampiezze di queste componenti sono uguali, e con fase opposta, si ottiene una attenuazione teoricamente infinita sul segnale. Tralasciando l'accoppiamento parassita delle piste sul circuito stampato, dipendenti dalla singola realizzazione, per ottimizzare il circuito consigliamo di sostituire R3 con la serie di una resistenza fissa di valore pari a circa il 90% di R3 ed un trimmer multigiri del valore pari a circa il 20% di R3. La taratura di questo trimmer consentirà di raggiungere valori di attenuazione sull'ordine dei 50 dB o superiori.

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