elektrické filtry Jiří Petržela filtry se spínanými kapacitory

Podobné dokumenty
Abychom se vyhnuli užití diferenčních sumátorů, je vhodné soustavu rovnic(5.77) upravit následujícím způsobem

Ideální frekvenční charakteristiky filtrů podle bodu 1. až 4. v netypických lineárních souřadnicích jsou znázorněny na následujícím obrázku. U 1.

elektrické filtry Jiří Petržela filtry založené na jiných fyzikálních principech

PŘELAĎOVÁNÍ AKTIVNÍCH FILTRŮ POMOCÍ NAPĚŤOVĚ ŘÍZENÝCH ZESILOVAČŮ

Experiment s FM přijímačem TDA7000

Rádiové funkční bloky X37RFB Krystalové filtry

Binární data. Číslicový systém. Binární data. Klávesnice Snímače polohy, dotykové displeje, myš Digitalizovaná data odvozená z analogového signálu

elektrické filtry Jiří Petržela filtry se syntetickými bloky

elektrické filtry Jiří Petržela aktivní filtry

elektrické filtry Jiří Petržela všepropustné fázovací články, kmitočtové korektory

31SCS Speciální číslicové systémy Antialiasing

Elektronika pro informační technologie (IEL)

BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV RADIOELEKTRONIKY

Analogově číslicové převodníky

Tel-30 Nabíjení kapacitoru konstantním proudem [V(C1), I(C1)] Start: Transient Tranzientní analýza ukazuje, jaké napětí vytvoří proud 5mA za 4ms na ka

(s výjimkou komparátoru v zapojení č. 5) se vyhněte saturaci výstupního napětí. Volte tedy

TDA7000. Cílem tohoto experimentu je zkonstruovat FM přijímač s integrovaným obvodem TDA7000 a

Přednáška v rámci PhD. Studia

teorie elektronických obvodů Jiří Petržela analýza šumu v elektronických obvodech

Fyzikální praktikum 3 Operační zesilovač

Publikace prezentuje nìkteré poznatky z obsáhlé oblasti analogových soustav, které v poslední dobì prodìlávají rozvoj. Z toho dùvodu ani nemùže podat

Studium tranzistorového zesilovače

Teorie úlohy: Operační zesilovač je elektronický obvod, který se využívá v měřící, výpočetní a regulační technice. Má napěťové zesílení alespoň A u

Zvyšující DC-DC měnič

VÝUKOVÝ MATERIÁL. Pro vzdělanější Šluknovsko. 32 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Bc. David Pietschmann.

Měřená veličina. Rušení vyzařováním: magnetická složka (9kHz 150kHz), magnetická a elektrická složka (150kHz 30MHz) Rušivé elektromagnetické pole

elektrické filtry Jiří Petržela aktivní prvky v elektrických filtrech

Návrh frekvenčního filtru

Obrázek 1 schéma zapojení měřícího přípravku. Obrázek 2 realizace přípravku

II. Nakreslete zapojení a popište funkci a význam součástí následujícího obvodu: Integrátor s OZ

- + C 2 A B V 1 V 2 - U cc

Czech Technical University in Prague Faculty of Electrical Engineering. Fakulta elektrotechnická. České vysoké učení technické v Praze

Elektronika pro informační technologie (IEL)

A8B32IES Úvod do elektronických systémů

OPERA Č NÍ ZESILOVA Č E

Nízkofrekvenční (do 1 MHz) Vysokofrekvenční (stovky MHz až jednotky GHz) Generátory cm vln (až desítky GHz)

TENZOMETRICKÉ PŘEVODNÍKY

Měřící přístroje a měření veličin

TECHNICKÁ DOKUMENTACE

Popis obvodu U2403B. Funkce integrovaného obvodu U2403B

ČVUT FEL. Obrázek 1 schéma zapojení měřícího přípravku. Obrázek 2 realizace přípravku

r Odvoď te přenosovou funkci obvodů na obr.2.16, je-li vstupem napě tí u 1 a výstupem napě tí u 2. Uvaž ujte R = 1Ω, L = 1H a C = 1F.

Kompenzovaný vstupní dělič Analogový nízkofrekvenční milivoltmetr

Operační zesilovač, jeho vlastnosti a využití:

11. Jaké principy jsou uplatněny při modulaci nosné vlny analogovým signálem? 12. Čím je charakteristické feromagnetikum?

Nelineární obvody. V nelineárních obvodech však platí Kirchhoffovy zákony.

Kapacita, indukčnost; kapacitor-kondenzátor, induktor-cívka

Příloha č. 3 TECHNICKÉ PARAMETRY PRO DODÁVKU TECHNOLOGIE: UNIVERZÁLNÍ MĚŘICÍ ÚSTŘEDNA

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Vítězslav Stýskala, Jan Dudek. Určeno pro studenty komb. formy FBI předmětu / 06 Elektrotechnika

Výpočet základních analogových obvodů a návrh realizačních schémat

Impulsní regulátor ze změnou střídy ( 100 W, 0,6 99,2 % )

ZDROJE MĚŘÍCÍHO SIGNÁLU MĚŘÍCÍ GENERÁTORY

Katalogový list Návrh a konstrukce desek plošných spojů. Obj. číslo: Popis. Ing. Vít Záhlava, CSc.

teorie elektronických obvodů Jiří Petržela obvodové funkce

KATEDRA ELEKTRICKÝCH MĚŘENÍ

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ KATEDRA TECHNOLOGIÍ A MĚŘENÍ

Schmittův klopný obvod

Zkouškové otázky z A7B31ELI

Účinky měničů na elektrickou síť

1 Elektrotechnika 1. 14:00 hod. R 1 = R 2 = 5 Ω R 3 = 10 Ω U = 10 V I z = 1 A R R R U 1 = =

Mějme obvod podle obrázku. Jaké napětí bude v bodech 1, 2, 3 (proti zemní svorce)? Jaké mezi uzly 1 a 2? Jaké mezi uzly 2 a 3?

POZNÁMKY K ZADÁNÍ PREZENTACÍ - 17BBEO - TÉMA 2

4.1 OSCILÁTORY, IMPULSOVÉ OBVODY

Přechodné děje 1. řádu aplikační příklady

Teorie elektronických obvodů (MTEO)

Vlastnosti a modelování aditivního

Základní vlastnosti číslicového voltmetru s měřicím usměrňovačem

Zesilovač. Elektronický obvod zvyšující hodnotu napětí nebo proudu při zachování tvaru jeho průběhu. Princip zesilovače. Realizace zesilovačů

Řídící a regulační obvody fázové řízení tyristorů a triaků

Sigma-delta modulátor

Dolní propust třetího řádu v čistě proudovém módu

do magisterské etapy programu ELEKTRONIKA A KOMUNIKACE

MATURITNÍ ZKOUŠKA Z ELEKTROTECHNICKÝCH MĚŘENÍ

11. Odporový snímač teploty, měřicí systém a bezkontaktní teploměr

Obr. 1 Činnost omezovače amplitudy

7.1. Číslicové filtry IIR

Profilová část maturitní zkoušky 2015/2016

Seznámení s přístroji, používanými při měření. Nezatížený a zatížený odporový dělič napětí, měření a simulace PSpice

1. Navrhněte a prakticky realizujte pomocí odporových a kapacitních dekáda derivační obvod se zadanou časovou konstantu: τ 2 = 320µs

Pracovní třídy zesilovačů

Prvky a obvody elektronických přístrojů II

Řídicí obvody (budiče) MOSFET a IGBT. Rozdíly v buzení bipolárních a unipolárních součástek

elektrické filtry Jiří Petržela pasivní filtry

Měření vlastností jednostupňových zesilovačů. Návod k přípravku pro laboratorní cvičení v předmětu EOS.

OPERAČNÍ ZESILOVAČE. Teoretický základ

teorie elektronických obvodů Jiří Petržela citlivostní a toleranční analýza

P7: Základy zpracování signálu

ABSTRAKT: ABSTRACT: KLÍČOVÁ SLOVA: KLÍČOVÁ SLOVA ANGLICKY:

Kapitola 1. Signály a systémy. 1.1 Klasifikace signálů

Návod na digitální panelové přístroje typové řady N24 a N25

1 U Zapište hodnotu časové konstanty derivačního obvodu. Vyznačte měřítko na časové ose v uvedeném grafu.

teorie elektronických obvodů Jiří Petržela modelování

Title: IX 6 11:27 (1 of 6)

Základy elektrického měření Milan Kulhánek

MĚŘENÍ A ANALÝZA ELEKTROAKUSTICKÝCH SOUSTAV NA MODELECH. Petr Kopecký ČVUT, Fakulta elektrotechnická, Katedra Radioelektroniky

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Kategorie M. Test. U všech výpočtů uvádějte použité vztahy včetně dosazení! 1 Sběrnice RS-485 se používá pro:

Název: Měření nabíjecí a vybíjecí křivky kondenzátoru v RC obvodu, určení časové konstanty a její závislosti na odporu

VÝUKOVÝ MATERIÁL. Pro vzdělanější Šluknovsko. 32 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Bc. David Pietschmann.

Transkript:

Jiří Petržela

motivace miniaturizace vytvoření plně integrovaného filtru jednotnou technologií redukce plochy na čipu snížení ceny výhody koncepce spínaných kapacitorů (SC) koeficienty přenosové funkce jsou určeny poměry kapacit, které lze udržet s přesností lepší než 0.% možnost přeladitelnosti

nevýhody obvodů SC spínací jevy vzorkovací efekt antialiasingový filtr musí platit f spinaci >>f mezni ztráty v obvodech SC přívodní vodiče vyzařování přechodné děje, nabíjení a vybíjení kapacitorů

elektronické spínače jsou realizovány MOSFETy, R on 00Ω a R off TΩ Fig. : Schematické značky a označení spínačů.

model elektronického spínače je potřeba uvážit kapacity mezi všemi eelektrodami průnik spínacích jevů do užitečného signálu Fig. 2: Schematické značky a označení spínačů.

přenosová funkce filtru se spínanými kapacitory SC filtry pracují diskétně v čase a spojitě v hodnotě přenosovou funkci lze vyjádřit v z-transformaci K ( p) U ( z) a z +... + a m 2 vystup m 2 U vstup ( ) n 2 z bn z +... + b2 z + b z + b0 z + lze ji odvodit z analogového přenosu pomocí transformace p-z, definiční vztah pt z e p ln z T z důvodu snazšího zpracování nahradíme logaritmus řadou a z + a 0

aproximující transformace BD, backward difference p T ( z ) z pt BL, bilinear p 2 T z z + z 2 2 + pt pt aproximující transformace vede na deformaci kmitočtových charakteristik metoda předzkreslení kmitočtových charakteristik

simulace uzemněného rezistoru spínaným kapacitorem sudá fáze střední hodnota proudu Q t 0 + T 0 / 2 0 + T i dt ekvivalentní odpor t t t 0 i dt ( t0 + T / 2) CU Q R ekv Q T T C Q t ( + T / 2) 0 T f C vz CU T I Fig. 3: Simulace uzemněného a plovoucího rezistoru.

simulace plovoucího rezistoru spínaným kapacitorem první sudá fáze kapacitor se nabije na Q ( t0 + T / 2) CU první lichá fáze kapacitor se nabije na Q( t + T ) CU CU C( U ) 0 2 U 2 druhá sudá fáze kapacitor se nabije na Q( t + 3T / ) CU CU C( U U ) střední hodnota proudu Q ekvivalentní odpor C( U U ) 0 2 2 ( + 3T / 2) t0 + 3T / 2 t0 + 3T / 2 t0 + 3T Q Q t0 i dt i dt i T T T t + T t + T / 2 t + T 0 0 I T C U U I 2 2 Rekv Rekv T 2 0 / 2 / 2 dt f C vz I

simulace plovoucího rezistoru spínaným kapacitorem ekvivalentní odpor prvního zapojení ( 4C) / ( f C) Rekv T / 4 ekvivalentní odpor druhého zapojení Rekv T / C / vz ( f C) vz Fig. 4: Další možnosti simulace plovoucího rezistoru.

simulace induktoru a bicistoru Fig. 5: Plovoucí induktor, zemněný bezeztrátový bicistor a ztrátový bicistor.

integrátory se spínanými kapacitory Fig. 6: Různé realizace integrátorů obvody SC.

bikvady se spínanými kapacitory Fig. 7: Kaskáda SC integrátorů, bikvad.

aplikace SC filtrů z hlediska uživatele integrovaný filtr s vyhovující kmitočtovou char. a parametry filtr sestavíme z integrovaných bloků druhého řádu filtr sestrojíme z diskrétních součástek výrobci integrovaných filtrů se spínanými kapacitory Linear Technology Maxim

kategorie filtrů se spínanými kapacitory filtry s pevně nastaveným průběhem kmitočtové char. přeladění změnou f s bez externích součástek Fig. 8: Integrované filtry s pevně nastaveným průběhem kmitočtové char.

filtry druhého řádu, Microprocessor Programmable přeladění změnou f s bez externích součástek obvody MAX260, MAX26, MAX262 obsahují dvojici filtrů druhého řádu nutnost naprogramovat f 0 (0.0Hz,40kHz) 6 bity nutnost naprogramovat Q (0.5, 90) 7 bity programuje se pomocí speciálního programu uvedeného v katalogu, například přes paralelní port PC

Fig. 9: Blokové schéma vnitřní struktury obvodu MAX260 a typické časování.

filtry druhého řádu, Resistor/Pin Programmable přeladění změnou f s s externími rezistory MAX265, MAX 266 obsahují dvě sekce filtrů druhého řádu poměr f s /f 0 každé sekce lze nastavit 6 bity celková přenosová funkce se nastavuje vnějšími rezistory

filtry druhého řádu, Resistor Programmable přeladění změnou f s a s externími rezistory MF0, LTC059, LTC060, LTC06, LTC064 obsahují dvojice integrátorů s identickými časovými konstantami typ přenosové funkce i Q je nutno nastavit vnějšími rezistory a vhodnou volbou vstupu a výstupu bloky lze přeladit v intervalu od 0.Hz do 40kHz (první typ pouze do 30kHz)

filtry druhého řádu, Resistor Programmable maximální vzorkovací frekvence je 7MHz poměr f s /f 0 lze přepínat mezi 00: a 50: volbou logické úrovně na příslušném vývodu jednotlivé typy se liší počtem dvojic integrátorů a přítomností přídavného operačního zesilovače

stejnosměrně přesné dolní propusti částečné přeladění změnou f s a externí rezistor a kapacitor LTC062 (Butterworth), MAX280 (Butterworth), MAX28 (Bessel) tvoří dolní propust pátého řádu poměr spínací a mezní frekvence je 00: mezní kmitočet lze nastavit do 20kHz obvody lze řadit do kaskády

Fig. 0: Návrh konkrétního SC filtru programem FilterCAD od Linear Technology, výsledný filtr typu pásmová zádrž.

přesný stavební blok LTC043 obsahuje čtveřici přesných spínačů a generátor spínacího signálu generátor spínacího signálu lze zablokovat a spínat externím signálem do 5MHz lze jím jednoduše realizovat různé obvody na principu spínaných kapacitorů

Fig. : Konfigurace pinů obvodu LTC043 a jedna z možností jeho aplikace, fitr typu pásmová propust.

děkuji za pozornost otázky? 2.2.2009