Ellära och Elektronik Moment Filter och OP Föreläsning 6

Transkript

1 Ellära och Elektronik Moment Filter och OP Föreläsn 6 Fyrpoler db-bereppet Filter opyriht 008 Börje Norl Fyrpol En fyrpol är en svart låda som för en viss spänn på ånen er en bestämd spänn på ånen. opyriht 008 Börje Norl

2 Tillämpn av fyrpol Passiva filter (Denna föreläsn) OP-förstärkare (Föreläsn 7) Transistorer Detta är centralt i fortsätt- nskursen nalo Elektronik opyriht 008 Börje Norl 3 En fyrpols spännsförstärkn V Passivt filter: V < V beror av frekvensen och skrivs därför () () Förstärkare: V > och idealt ej frekvensberoende ktivt filter: Kombation av filter och förstärkare. Förstärknen () frekvensberoende opyriht 008 Börje Norl

3 Belastad ån Sinalen från sinaleneratorn ska förstärkas Det sker en spännsdeln mellan sinaleneratorns ån och fyrpolens ån. + + V + ska ärna vara stor (idealt: ) opyriht 008 Börje Norl 5 Belastad ån Sinalen ska kunna driva lasten Spännsdeln över fyrpolens ån och lasten + + V VN + ska ärna vara liten (idealt: 0) opyriht 008 Börje Norl 6 3

4 Spännsförstärkn Fyrpolens spännsförstärkn betecknas V Förstärknen mskar när en last kopplas V + VN ela systemets förstärkn betecknas VT Spännsfallet i sinaleneratorn kluderas VT V + + VN + opyriht 008 Börje Norl 7 Effektförstärkn Effektförstärknen betecknas och beskriver hur fyrpolen påverkar den EFFEKT sinalen er upphov till i lasten. P P P P opyriht 008 Börje Norl 8

5 Kaskadkoppl Fyrpolernas förstärknar kan multipliceras + V VN V + V VN + + VN + VN V V VT V V + 9 opyriht 008 Börje Norl Bereppet db db en relativ storhet För ljud: Effekt (i W) relativt hörbarhetströskeln. Defition: 0lo P P ref [db] 0 står för deci i db 0 effektförstärkn motsvarar 0 db 00 effektförstärkn motsvarar 0 db opyriht 008 Börje Norl 0 5

6 Spännsförstärkn i db Vi är tresserade av spännsförstärknen. Om skulle älla så vore: P P Vi får för spännsförstärknen: P F 0lo 0lo 0lo [dbv ] P opyriht 008 Börje Norl Varje fyrpol Kaskadkoppl db F 0lo 0lo V [dbv ] Kaskadkopplade fyrpoler kan adderas F 0lo V V 0lo V + 0lo V F + [dbv ] + F + + V V opyriht 008 Börje Norl 6

7 Passiva filter Ett filter är en fyrpol som behandlar sinaler vid olika frekvenser olika Ett passivt filter dämpar vissa frekvenser men förstärker te sinalen, dvs () < () opyriht 008 Börje Norl 3 Ideala filter öpassfilter () åpassfilter () Bandpassfilter Bandspärrfilter () () opyriht 008 Börje Norl 7

8 Verklia filter opyriht 008 Börje Norl 5 åpassfilter Spännsdeln över en kondensator och en resistor er ett låpassfilter j + j + j ( ) + j + opyriht 008 Börje Norl 6 8

9 åpassfiltrets ränsfrekvens Vi bestämmer till det värde då realdel och imaärdel i () är lika f π π ( ) + j + j + opyriht 008 Börje Norl 7 åpassfiltrets ränsfrekvens Vid ränsfrekvensen har vi: ( ) + Fasförskjnen blir ar ( ) arctan arctan π ar ( ) arctan 5 π 8 opyriht 008 Börje Norl 9

10 pproximation av låpassfilter Snabbmetod att bestämma typ av filter Sätt extremvärden 0 (likström) och (F) åa frekvenser - kondensatorn blir ett avbrott Spännen öa frekvenser - kondensatorn leder obehdrat Spännen 0 (kortslen) Filtret är ett låpassfilter opyriht 008 Börje Norl 9 öpassfilter Vänd ordnen på ett låpassfilter + j j + j + j ( ) + j + opyriht 008 Börje Norl 0 0

11 öpassfiltrets ränsfrekvens Samma som för låpassfilter f π π ( ) + j + opyriht 008 Börje Norl öpassfiltrets ränsfrekvens Vid ränsfrekvensen har vi: ( ) + Fasförskjnen blir π ar ( ) ar( j) ar( + j) arctan π π ar ( ) arctan 5 π opyriht 008 Börje Norl

12 pproximation av höpassfilter Snabbmetoden Sätt extremvärden 0 (likström) och (F) åa frekvenser - kondensatorn blir ett avbrott Spännen 0 (avbrott) öa frekvenser - kondensatorn leder obehdrat Spännen Filtret är ett höpassfilter 3 opyriht 008 Börje Norl Spännsdeln över en spole och en resistor är ett alternativt sätt att åstadkomma ett filter Vilken typ? Filter med spole j j + j ( ) j + ( ) opyriht 008 Börje Norl

13 Filtrets ränsfrekvens Vi bestämmer till det värde då realdel och imaärdel i () är lika f π π ( ) j j + opyriht 008 Börje Norl 5 Filtrets ränsfrekvens Vid ränsfrekvensen har vi: ( ) + Fasförskjnen blir ar ( ) arctan ar π ( ) arctan 5 π opyriht 008 Börje Norl 6 3

14 pproximation för filter med spole Snabbmetoden Sätt extremvärden 0 (likström) och (F) åa frekvenser - spolen leder obehdrat Spännen 0 (kortsln) öa frekvenser - spolen blir ett avbrott Spännen Filtret är ett höpassfilter 7 opyriht 008 Börje Norl