Progettare un passa-alto di 2° ordine in configurazione Sallen&Key


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La funzione passa alto è speculare, come topologia circuitale e curva di risposta, rispetto a quanto discusso nella scheda precedente. Le caratteristiche principali per circuito sono così riassunte: Tipo di risposta in frequenza e guadagno in banda passante in relazione al Q impostato. Pendenza finale nella banda di reiezione pari a 12 dB/ottava. Fattore di qualità utile Q >0,5. Fase del segnale in banda passante di tipo non invertente. Numero di amplificatori operazionali richiesti 1. Numero di componenti passivi richiesti 6 tra resistori 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 passa-alto di 2° ordine in configurazione Sallen&Key

Nelle formule tutte le resistenza sono in ohm mentre i condensatori in Farad. GHF è il guadagno in banda passante espresso rispettivamente prima come rapporto e poi in dB. GS è il guadagno alla frequenza del segnale in dB. Fo è la frequenza di taglio in Hz. Fs infine è la frequenza del segnale sempre in Hz. A seguire un esempio di progetto dove le caratteristiche principali, qui riassunte in tabella, concernono un guadagno pari a 4 dB e coppie di componenti (R1, R2 e C1, C2) di uguale valore in modo da rendere maggiormente facile la sua realizzazione pratica.

Parametro Valore
Tipo di risposta Butterworth
Guadagno in banda passante +4 dB
Guadagno alla frequenza di taglio +1 dB
Guadagno a 0.5 x Fo -8.3 dB
Fattore di qualità Q 0.7071

Riproponiamo lo schema aggiungendo le relazioni per i componenti:

Esempio di filtro passa-alto di 2° ordine in configurazione Sallen&Key

Nelle formule tutte le resistenza sono in ohm mentre i condensatori in Farad. Le copie R1/R2 e C1/C2 determinano la frequenza di taglio. La R3 posta a 31.1 Kohm (tolleranza 1%) e la R4 posta a 51.1 Kohm (tolleranza 1%) impostano il guadagno e duenque il Q del filtro. GS è il guadagno alla frequenza del segnale in dB. Fo è la frequenza di taglio in Hz. Fs è la frequenza del segnale in Hz. A seguire la curva di risposta in frequenza della rete.

Curva di risposta del filtro passa-alto di 2° ordine Sallen&Key

Curva di risposta del filtro passa-alto di 2° ordine Sallen&Key

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