Hochschule Kempten      
Fakultät Elektrotechnik      
Elektronik 3       Fachgebiet Elektronik, Prof. Vollrath      

Elektronik 3

02 Filter

Prof. Dr. Jörg Vollrath


01 Start EKG

Buch: Reinhold Kapitel 13


Video: Schaltungstechnik, Anwendungen, EKG
Video: Schaltungstechnik, EKG, Filter

Video der 20. Vorlesung 15.6.2021


Länge: 1:22:04
0:0:0 EKG Schaltung

0:4:0 Rückkoppelung zum Bein

0:9:0 Aufgabenstellung erste Stufe der Schaltung

0:10:50 Ua1/Ux

0:12:27 Umzeichung Erläuterung

0:13:57 Übertragungsfunktion Ux/Uin

0:19:5 Zeichnung Bode Diagramm

0:21:59 Low pass 5. Ordnung

0:24:32 2. Schaltungsteil

0:25:27 Eckfrequenz größer als Angabe

0:26:57 Verschiebung der gesamten Eckfrequenz bei mehreren Filtern 1. Ordnung

0:30:47 Sallen-Key LP-Filter

0:32:16 TI Op Amps For Everyone

0:33:46 Schaltbild Sallen-Key

0:35:57 Zeichnung Schaltbild und Aufgabenstellung

0:38:52 Spannung am Op Amp

0:40:3 Rechnung

0:45:58 Sortieren

0:48:42 Ergebnis überprüfen.

0:50:48 LTSPICE Simulation

0:53:38 Verstärkung ca 63 dB

Übersicht




Low pass active filter



Sallen-Key Topology
Knotenspannung Vx
Stromgleichungen, Knotengleichungen
(1) \( \frac{V_{in}-V_{x}}{R_1} = \frac{V_x-V_{out}}{R_2} + (V_x-V_{out}) j \omega C_2 \)
(2) \( \frac{V_x-V_{out}}{R_2} = V_{out} j \omega C_1 \)
(2') \( V_x = V_{out} (j \omega C_1 R_2 + 1) \)
(2),(2') in (1)
\( \frac{V_{in}}{R_1} - V_{out} \frac{(j \omega C_1 R_2 +1)}{R_1} = V_{out} j \omega C_1 + V_{out} R_2 j \omega C_1 j \omega C_2 \)
\( \frac{V_{in}}{R_1} = V_{out} ( j \omega C_1 + (j \omega )^{2} C_1 C_2 R_2 + \frac{1}{R_1} + j \omega C_1 \frac{R_2}{R_1} \)
\( \frac{V_{out}}{V_{in}} = \frac{1} {j \omega C_1 R_1 + (j \omega)^2 C_1 C_2 R_2 R_1 + 1 + j \omega C_1 R_2} \)
\( \frac{V_{out}}{V_{in}} = \frac{1}{1 + j \omega C_1 (R_1 + R_2) + (j\omega)^2 C_1 C_2 R_2 R_1} \)

Koeffizienten: Bessel, Butterworth, Tschebyscheff

Multiple Feedback Topology


Stellen Sie die Gleichung für die Übertragungsfunktion auf.

Reference: TI, Op amp for everyone

Filter


  • Low pass LP
    2nd order Sallen-Key, Multiple Feedback Topology
    Coefficients (p. 340)
  • High pass
    Exchange R and C in LP (p. 305)
  • Bandpass (p.314)
    Example: p. 319
  • Bandrejection (p.320)
    Active twin T-Filter

Reference: TI, Op amp for everyone

Analog Filter Wizard



Zusammenfassung und nächste Vorlesung



Nächstes Mal