Progettare un passa-alto di 4° ordine


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La funzione passa alto è speculare, per curva di risposta e topologia, al circuito presentato nella pagina precedente. Le caratteristiche principali per circuito, composto da due sezioni in serie, sono così riassunte: Tipo di risposta in frequenza Butterworth. Guadagno in banda passante pari a 8,3 dB. Guadagno alla frequenza di taglio +5,3 dB. Guadagno a 0.5 x frequenza di taglio -16 dB. Pendenza finale nella banda di reiezione pari a 24 dB/ottava. Fattore di qualità Q nella prima sezione uguale a 0,541 e fattore di qualità Q nella seconda sezione uguale a 1,307 (da notare il diverso Q, è la combinazione delle diverse risposte in frequenza a creare la desiderata curva di attenuazione complessiva). Fase del segnale in banda passante di tipo non invertente. Numero di amplificatori operazionali richiesti 2. Numero di componenti passivi richiesti 12 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 suddivise in blocchi logici.

Filtro passa-alto di 4° ordine

Schema del filtro passa-alto di 4° ordine

Relazioni per la prima sezione:

Relazioni per la seconda sezione:

Relazioni generali:

Nelle formule ogni resistore è in ohm. Alcuni resistori determinano il guadagno di ciascun stadio e con esso il Q espresso dal circuito, i valori precisi (componenti con tolleranza 1%) sono R3 = 2.26 Kohm, R4 = 15.0 Kohm, R5 = 13.7 Kohm, R6 = 10.7 Kohm. I condensatori, nel specifico di questa configurazione posti ad uguale valore, sono in Farad. 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 del filtro.

Curva di risposta del filtro passa-alto di 4° ordine

Curva di risposta del filtro passa-alto di 4° ordine

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