Progettare un passa-banda di 4° ordine


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Le caratteristiche principali per circuito, realizzato con due sezioni in serie, sono così riassunte: Guadagno in banda passante tipicamente <40dB. Guadagno alla frequenza di taglio GTOT-3dB. Pendenza finale nella banda di reiezione pari a 12 dB/ottava. Fattore di qualità Q tipicamente <70. Fase del segnale in banda passante di tipo non invertente. Numero di amplificatori operazionali richiesti 2. Numero di componenti passivi richiesti 8 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. Si ponga attenzione a queste ultime nel riconoscere il rapporto tra larghezza di banda e Q totale e tra questo ed il Q dei singoli stadi del circuito.

Filtro passa-banda di 4° ordine

Schema del filtro passa-banda di 4° ordine

Relazioni:

Le formule sono più articolate rispetto i circuiti analizzati nelle precedenti pagine, si ponga dunque attenzione. Tutte le resistenze sono in ohm. I condensatori sono in Farad. GTOT è il guadagno totale alla frequenza centrale, espresso come rapporto. G0 è il guadagno della singola sezione (il primo od il secondo amplificatore operazionale) alla frequenza centrale, anche qui come rapporto. 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. BW è la larghezza della banda passante in Hz, corrispondente ai punti dove GTOT si riduce di 3 dB. QTOT è il fattore di qualità complessivo del filtro. Q è il fattore di qualità della singola sezione. A seguire la curva di risposta in frequenza della rete con QTOT=1,6 :

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

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

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