Progettare un passa-alto di 5° ordine


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La funzione passa alto è speculare per curva di risposta e topologia al circuito presentato nella pagina precedente. Nuovamente lo schema si compone di tre sezioni di 1°, 2°, 2° ordine poste tra loro in serie. Le caratteristiche principali sono così riassunte: Risposta in frequenza di tipo Butterworth. Guadagno in banda passante pari a 10,3 dB. Guadagno alla frequenza di taglio +7,3 dB. Guadagno a 0.5 x frequenza di taglio -19,8 dB. Pendenza finale nella banda di reiezione pari a 30 dB/ottava. Fattore di qualità Q nella prima sezione uguale a 1,0. Fattore di qualità Q nella seconda sezione uguale a 0,618. Fattore di qualità Q nella terza sezione uguale a 1,618. (da notare che 0,618 e 1,618 non sono un errore come la parte decimale uguale potrebbe lasciare intendere). Fase del segnale in banda passante di tipo non invertente. Numero di amplificatori operazionali richiesti 3. Numero di componenti passivi richiesti 14 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 5° ordine

Schema del filtro passa-alto di 5° ordine

Relazioni per la prima sezione:

Relazioni per la seconda e terza sezione:

Relazioni generali:

I valori di alcune resistenze sono predeterminati dal tipo di risposta in frequenza imposto dal progetto. Queste sono R3=15.0 Kohm (tolleranza 1%), R4=39.2 Kohm (tolleranza 1%), R5=14.7 Kohm (tolleranza 1%), R6=10.7 Kohm (tolleranza 1%). Nelle formule le altre resistenze sono in ohm mentre i condensatori 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 5° ordine

Curva di risposta del filtro passa-alto di 5° ordine

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