Notch Filter Circuits พร้อมรายละเอียดการออกแบบ

ลองใช้เครื่องมือของเราเพื่อกำจัดปัญหา





ในบทความนี้เราจะพูดคุยโดยละเอียดเกี่ยวกับวิธีออกแบบตัวกรองรอยบากด้วยความถี่กลางที่แม่นยำและเพื่อให้ได้ผลสูงสุด

ที่ใช้ Notch Filter

โดยปกติแล้ววงจรกรองรอยบากจะใช้สำหรับการระงับลบล้างหรือยกเลิกช่วงความถี่เฉพาะเพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนที่น่ารำคาญหรือไม่ต้องการภายในการกำหนดค่าวงจร



โดยเฉพาะจะมีประโยชน์ในอุปกรณ์เสียงที่มีความละเอียดอ่อนเช่นเครื่องขยายเสียงเครื่องรับวิทยุซึ่งจำเป็นต้องกำจัดความถี่รบกวนที่ไม่ต้องการจำนวนหนึ่งหรือจำนวนที่เลือกด้วยวิธีง่ายๆ

Active notch filter ถูกนำมาใช้อย่างแข็งขันในช่วงทศวรรษที่ผ่านมาสำหรับแอมพลิฟายเออร์และแอพพลิเคชั่นเสียงเพื่อกำจัดสัญญาณรบกวน 50- และ 60-Hz เครือข่ายเหล่านี้ค่อนข้างอึดอัดจากมุมมองของการปรับความถี่รอยบากตรงกลาง (f0) ความสมดุลและความสม่ำเสมอ



ด้วยการเปิดตัวแอมพลิฟายเออร์ความเร็วสูงที่ทันสมัยจึงมีความจำเป็นที่จะต้องสร้างฟิลเตอร์รอยบากความเร็วสูงที่เข้ากันได้ซึ่งสามารถใช้สำหรับการจัดการการกรองความถี่รอยบากความเร็วสูงในอัตราที่มีประสิทธิภาพ

ที่นี่เราจะพยายามตรวจสอบความเป็นไปได้และความซับซ้อนที่เกี่ยวข้องกับการสร้างตัวกรองระดับสูง

ลักษณะสำคัญ

ก่อนที่จะเจาะลึกเรื่องนี้ก่อนอื่นเรามาสรุปลักษณะสำคัญที่อาจจำเป็นอย่างเคร่งครัดในขณะที่ออกแบบฟิลเตอร์บากความเร็วสูงที่นำเสนอ

1) ความชันของความลึกว่างเปล่าที่ระบุไว้ในการจำลองรูปที่ 1 อาจไม่สามารถทำได้ในทางปฏิบัติผลลัพธ์ที่เป็นไปได้ที่มีประสิทธิภาพสูงสุดต้องไม่เกิน 40 หรือ 50dB

ความลึกว่างเปล่าที่มีประสิทธิภาพสูงสุดต้องไม่เกิน 40 หรือ 50dB

2) ดังนั้นจึงต้องเข้าใจว่าปัจจัยที่สำคัญกว่าที่ต้องปรับปรุงคือความถี่กลางและ Q และผู้ออกแบบควรให้ความสำคัญกับสิ่งนี้แทนความลึกของรอยบาก วัตถุประสงค์หลักในขณะที่ทำการออกแบบตัวกรองรอยบากควรเป็นระดับของการปฏิเสธความถี่รบกวนที่ไม่ต้องการซึ่งจะต้องเหมาะสมที่สุด

3) ปัญหาข้างต้นสามารถแก้ไขได้อย่างเหมาะสมที่สุดคือเลือกค่าที่ดีที่สุดสำหรับส่วนประกอบ R และ C ซึ่งสามารถนำไปใช้ได้อย่างถูกต้องโดยใช้เครื่องคำนวณ RC ที่แสดงในเอกสารอ้างอิง 1 ซึ่งสามารถใช้ในการระบุ R0 และ C0 ได้อย่างเหมาะสม แอปพลิเคชั่นออกแบบตัวกรองรอยบากโดยเฉพาะ

ข้อมูลต่อไปนี้จะสำรวจและช่วยให้เข้าใจการออกแบบทอโพโลยีตัวกรองรอยบากแบบแยกส่วน:

Twin-T Notch Filter

การกำหนดค่าตัวกรอง Twin-T ที่แสดงในรูปที่ 3 ดูน่าสนใจมากเนื่องจากประสิทธิภาพที่ดีและการมีส่วนร่วมของ opamp เพียงตัวเดียวในการออกแบบ

แผนผัง

วงจรกรองรอย T คู่

แม้ว่าวงจรกรองรอยบากที่ระบุข้างต้นจะมีประสิทธิภาพพอสมควร แต่ก็อาจมีข้อเสียบางประการเนื่องจากความเรียบง่ายอย่างมากที่ระบุไว้ด้านล่าง:

การออกแบบใช้ส่วนประกอบที่มีความแม่นยำ 6 ชิ้นสำหรับการปรับแต่งซึ่งสองสามอย่างนี้เพื่อให้ได้อัตราส่วนของชิ้นส่วนอื่น ๆ หากต้องการหลีกเลี่ยงภาวะแทรกซ้อนนี้วงจรอาจต้องการการรวมส่วนประกอบที่มีความแม่นยำเพิ่มเติมอีก 8 ชิ้นเช่น R0 / 2 = 2nos ของ R0 แบบขนานและ 2 ใน C0 = 2 nos ของ C0 แบบขนาน

โทโพโลยีแบบ Twin-T ไม่สามารถทำงานร่วมกับแหล่งจ่ายไฟเดี่ยวและไม่สอดคล้องกับแอมพลิฟายเออร์ดิฟเฟอเรนเชียลแบบเต็มรูปแบบ

ช่วงของค่าตัวต้านทานจะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ เนื่องจาก RQ<< R0 necessity which in turn may influence on the level of depth of the desired center frequency.

อย่างไรก็ตามแม้จะมีความยุ่งยากข้างต้นหากผู้ใช้ประสบความสำเร็จในการเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบด้วยส่วนประกอบที่แม่นยำคุณภาพสูงการกรองที่มีประสิทธิภาพอย่างสมเหตุสมผลสามารถคาดหวังและนำไปใช้กับแอปพลิเคชันที่กำหนดได้

ตัวกรอง Fly Notch

รูปที่ 4 แสดงถึงการออกแบบตัวกรอง Fliege Notch ซึ่งระบุข้อดีที่แตกต่างกันเล็กน้อยเมื่อเปรียบเทียบกับ Twin-T ตามที่อธิบายไว้ด้านล่าง:

ตัวกรอง Fly Notch

1) ประกอบด้วยส่วนประกอบที่มีความแม่นยำเพียงไม่กี่ชิ้นในรูปแบบของ Rs และ Cs เพื่อตอบสนองการปรับความถี่กลางที่แม่นยำ

2) แง่มุมหนึ่งที่น่าชื่นชมเกี่ยวกับการออกแบบนี้คือการอนุญาตให้มีความไม่ถูกต้องเล็กน้อยภายในส่วนประกอบและการตั้งค่าโดยไม่ส่งผลกระทบต่อความลึกของจุดบากแม้ว่าความถี่กลางจะเปลี่ยนไปเล็กน้อยก็ตาม

3) คุณจะพบตัวต้านทานสองตัวที่รับผิดชอบในการกำหนดความถี่ศูนย์กลางซึ่งค่าอาจไม่สำคัญอย่างยิ่ง

4) การกำหนดค่าช่วยให้สามารถตั้งค่าความถี่กลางด้วยช่วงที่แคบพอสมควรโดยไม่ส่งผลต่อความลึกของรอยบากให้อยู่ในระดับที่มีนัยสำคัญ

อย่างไรก็ตามสิ่งที่เป็นลบเกี่ยวกับ toplogy นี้คือการใช้ opamps สองตัว แต่ก็ยังไม่สามารถใช้งานได้กับเครื่องขยายเสียงที่แตกต่างกัน

ผลการจำลอง

ในตอนแรกการจำลองทำได้สำเร็จด้วยเวอร์ชัน opamp ที่เหมาะสมที่สุด เวอร์ชัน opamp ที่มีชีวิตจริงเกิดขึ้นไม่นานหลังจากใช้งานซึ่งสร้างผลลัพธ์ที่เทียบเท่ากับที่ตรวจพบในห้องปฏิบัติการ

ตารางที่ 1 แสดงค่าส่วนประกอบที่นำไปใช้สำหรับแผนผังในรูปที่ 4 ดูเหมือนว่าจะไม่มีเหตุผลในการจำลองสถานการณ์ที่หรือสูงกว่า 10 MHz เนื่องจากการทดสอบในห้องปฏิบัติการเป็นหลักในการเริ่มต้นและ 1 MHz คือ ความถี่นำที่ต้องใช้ตัวกรองรอย

คำเกี่ยวกับตัวเก็บประจุ : แม้ว่าข้อเท็จจริงที่ว่าความจุเป็นเพียง 'ตัวเลข' สำหรับการจำลอง แต่ตัวเก็บประจุจริงได้รับการออกแบบจากองค์ประกอบอิเล็กทริกที่เป็นเอกลักษณ์

สำหรับ 10 kHz ค่าความต้านทานที่ยืดออกทำให้ตัวเก็บประจุมีค่า 10 nF แม้ว่านี่จะใช้กลอุบายอย่างถูกต้องในการสาธิต แต่ก็เรียกร้องให้มีการปรับเปลี่ยนจากอิเล็กทริก NPO เป็นอิเล็กทริก X7R ในห้องปฏิบัติการซึ่งทำให้ตัวกรองรอยบากลดลงอย่างเต็มที่ด้วยคุณสมบัติของมัน

ข้อมูลจำเพาะของตัวเก็บประจุ 10-nF ที่ใช้นั้นมีค่าใกล้เคียงกันเป็นผลให้ความลึกของรอยบากลดลงส่วนใหญ่มีความเสียหายเนื่องจากอิเล็กทริกที่ไม่ดี วงจรถูกบังคับให้เปลี่ยนกลับเป็นค่า Q = 10 และใช้ 3-MΩสำหรับ R0

สำหรับวงจรในโลกแห่งความเป็นจริงขอแนะนำให้ปฏิบัติตามตัวเก็บประจุ NPO ค่าความต้องการในตารางที่ 1 ถือเป็นทางเลือกที่ดีอย่างเท่าเทียมกันในการจำลองสถานการณ์และในการพัฒนาห้องปฏิบัติการ

ในตอนแรกการจำลองจะดำเนินการโดยไม่มีโพเทนชิออมิเตอร์ 1-kΩ (ตัวต้านทานคงที่ 1-kΩสองตัวเชื่อมโยงกันโดยเฉพาะในการซิงค์และกับอินพุตที่ไม่กลับด้านของ opamp ด้านล่าง)

เอาต์พุตการสาธิตแสดงในรูปที่ 5 คุณจะพบผลลัพธ์ 9 ชิ้นในรูปที่ 5 อย่างไรก็ตามคุณอาจพบว่ารูปคลื่นต่อค่า Q ทับซ้อนกันที่ความถี่อื่น

รูปคลื่นต่อค่า Q ทับซ้อนกันที่ความถี่อื่น

การคำนวณความถี่ของศูนย์

ความถี่กลางในกรณีใด ๆ อยู่สูงกว่าวัตถุประสงค์ของโครงสร้างที่ 10 kHz, 100 kHz หรือ 1 MHz ในระดับปานกลาง สิ่งนี้อาจใกล้เคียงกับที่นักพัฒนาสามารถซื้อได้ด้วยตัวต้านทาน E96 และตัวเก็บประจุ E12 ที่เป็นที่ยอมรับ

ลองนึกถึงสถานการณ์โดยใช้รอย 100 kHz:

f = 1 / 2πR0C0 = 1 / 2π x 1.58k x 1nF = 100.731 กิโลเฮิร์ตซ์

อย่างที่เห็นผลลัพธ์จะมีลักษณะเล็กน้อยของเครื่องหมายซึ่งสามารถปรับปรุงเพิ่มเติมและทำให้ใกล้เคียงกับค่าที่ต้องการมากขึ้นหากตัวเก็บประจุ 1nF ถูกปรับเปลี่ยนด้วยตัวเก็บประจุค่า E24 มาตรฐานดังที่แสดงด้านล่าง:

f = 1 / 2π
x 4.42k x 360 pF = 100.022 kHz ดูดีกว่ามาก

การใช้ตัวเก็บประจุรุ่น E24 สามารถทำให้ความถี่กลางมีความแม่นยำมากขึ้นเกือบตลอดเวลา แต่การได้รับปริมาณซีรีส์ E24 อาจเป็นค่าโสหุ้ยที่มีราคาสูง (และเกินควร) ในห้องปฏิบัติการหลายแห่ง

แม้ว่ามันจะสะดวกในการประเมินค่าตัวเก็บประจุ E24 ในสมมติฐาน แต่ในโลกแห่งความเป็นจริงส่วนใหญ่แทบจะไม่เคยถูกนำมาใช้รวมทั้งมีการขยายเวลาการทำงานที่เกี่ยวข้องด้วย คุณจะค้นพบการตั้งค่าที่ซับซ้อนน้อยลงในการซื้อค่าตัวเก็บประจุ E24

การประเมินอย่างละเอียดของรูปที่ 5 กำหนดว่ารอยบากคิดถึงความถี่กลางด้วยจำนวนที่พอประมาณ ด้วยค่า Q ที่น้อยกว่าคุณจะพบว่ายังคงมีการยกเลิกความถี่ของรอยบากที่ระบุอยู่มาก

ในกรณีที่การปฏิเสธไม่เป็นที่น่าพอใจคุณอาจต้องปรับตัวกรองรอยบาก

กลับมาอีกครั้งเมื่อพิจารณาถึงสถานการณ์ที่ 100 kHz เราสังเกตว่าปฏิกิริยารอบ 100 kHz นั้นขยายออกไปในรูปที่ 6

การปรับความถี่ศูนย์บาก

การรวบรวมรูปคลื่นทางด้านซ้ายและขวาของความถี่กลาง (100.731 kHz) สอดคล้องกับปฏิกิริยาของตัวกรองเมื่อโพเทนชิออมิเตอร์ 1-kΩอยู่ในตำแหน่งและปรับเพิ่มทีละ 1%

ทุกครั้งที่ปรับโพเทนชิออมิเตอร์ครึ่งหนึ่งฟิลเตอร์บากจะปฏิเสธความถี่ที่ความถี่แกนกลางที่แม่นยำ

ในความเป็นจริงแล้วระดับของรอยบากจำลองนั้นอยู่ที่ 95 เดซิเบลอย่างไรก็ตามสิ่งนี้ไม่ควรจะเกิดขึ้นจริงในเอนทิตีทางกายภาพ

การปรับตำแหน่ง 1% ของโพเทนชิออมิเตอร์จะทำให้เกิดรอยบากซึ่งมักจะเกิน 40 dB ตรงกับความถี่ที่ต้องการ

อีกครั้งนี่อาจเป็นสถานการณ์ที่ดีที่สุดเมื่อทำกับส่วนประกอบในอุดมคติอย่างไรก็ตามข้อมูลในห้องปฏิบัติการจะแสดงความแม่นยำมากขึ้นที่ความถี่ต่ำ (10 และ 100 kHz)

รูปที่ 6 กำหนดว่าคุณต้องเข้าใกล้ความถี่ที่แม่นยำมากขึ้นด้วย R0 และ C0 เมื่อเริ่มต้น เนื่องจากโพเทนชิออมิเตอร์อาจสามารถแก้ไขความถี่ในช่วงสเปกตรัมที่กว้างขวางความลึกของรอยบากอาจลดลง

ในช่วงที่เรียบง่าย (± 1%) หนึ่งอาจได้รับการปฏิเสธ 100: 1 สำหรับความถี่ที่ไม่ดีอย่างไรก็ตามในช่วงที่เพิ่มขึ้น (± 10%) จะมีเพียงการปฏิเสธ 10: 1 เท่านั้นที่เป็นไปได้

ผลการทดลอง

มีการนำบอร์ดประเมิน THS4032 มาประกอบวงจรในรูปที่ 4

จริงๆแล้วมันเป็นโครงสร้างที่ใช้งานทั่วไปโดยใช้จัมเปอร์ 3 ตัวพร้อมกับ traceto ในการจบวงจร

ปริมาณส่วนประกอบในตารางที่ 1 ถูกนำไปใช้โดยเริ่มจากปริมาณที่น่าจะปั่นความถี่ 1 MHz

แรงจูงใจคือการตามหาข้อกำหนดแบนด์วิดท์ / อัตราการฆ่าที่ 1 MHz และตรวจสอบความถี่ที่เหมาะสมหรือสูงกว่าตามความจำเป็น

ผลลัพธ์ที่ 1 MHz

รูปที่ 7 แสดงว่าคุณสามารถรับแบนด์วิดท์เฉพาะและ / หรืออัตราการตอบสนองที่ 1 MHz รูปคลื่นปฏิกิริยาที่ Q เท่ากับ 100 แสดงเพียงระลอกคลื่นซึ่งอาจมีรอยบากอยู่

ที่ Q เท่ากับ 10 มีรอยบาก 10 dB และ 30 dB ที่ Q เท่ากับ 1

ดูเหมือนว่าตัวกรองรอยบากจะไม่สามารถทำความถี่ได้สูงเท่าที่เราคาดไว้ แต่ THS4032 เป็นเพียงอุปกรณ์ 100 MHz

เป็นเรื่องธรรมดาที่จะคาดหวังการทำงานที่เหนือกว่าจากส่วนประกอบที่มีแบนด์วิดท์ที่ได้รับความสามัคคีที่ดีขึ้น ความเสถียรของ Unity-gain เป็นสิ่งสำคัญด้วยเหตุผลที่โครงสร้างของ Fliege มีค่า Unity Gain ที่คงที่

เมื่อผู้สร้างต้องการประมาณอย่างแม่นยำว่าแบนด์วิดท์ใดที่จำเป็นต่อการบากที่ความถี่เฉพาะจุดที่เหมาะสมคือการรวมอัตราขยาย / แบนด์วิดท์ตามที่นำเสนอในแผ่นข้อมูลซึ่งควรเป็นหนึ่งร้อยเท่าของความถี่กลางของรอยบาก

อาจคาดว่าแบนด์วิดท์เสริมสำหรับค่า Q ที่เพิ่มขึ้น คุณสามารถหาระดับความเบี่ยงเบนความถี่ของศูนย์บากได้เมื่อแก้ไข Q

สิ่งนี้เหมือนกับการเปลี่ยนความถี่ที่สังเกตเห็นสำหรับตัวกรองแบนด์พาส

การเปลี่ยนความถี่จะต่ำกว่าสำหรับฟิลเตอร์รอยบากที่ใช้กับ 100 kHz และ 10 kHz ดังแสดงในรูปที่ 8 และสุดท้ายในรูปที่ 10

ใช้ฟิลเตอร์บากเพื่อทำงานที่ 100 kHz และ 10 kHz

ข้อมูลที่ 100 kHz

ปริมาณชิ้นส่วนจากตารางที่ 1 ได้รับการปรับใช้ในการสร้างตัวกรองรอย 100 kHz ที่มี Qs ที่หลากหลาย

ข้อมูลถูกนำเสนอในรูปที่ 8 ดูเหมือนจะชัดเจนทันทีว่าฟิลเตอร์รอยบากที่ใช้งานได้มักจะพัฒนาขึ้นด้วยความถี่กลางที่ 100 kHz แม้ว่าความลึกของรอยจะน้อยกว่าอย่างมีนัยสำคัญที่ค่า Q ที่ใหญ่กว่า

อย่างไรก็ตามโปรดทราบว่าวัตถุประสงค์การกำหนดค่าที่ระบุไว้ที่นี่คือ 100-kHz ไม่ใช่ 97-kHz-notch

ค่าชิ้นส่วนที่ต้องการนั้นเหมือนกับการจำลองดังนั้นความถี่กลางของรอยบากจึงต้องอยู่ที่ 100.731 kHz ในทางเทคนิคอย่างไรก็ตามผลกระทบจะถูกสะกดโดยส่วนประกอบที่รวมอยู่ในการออกแบบห้องปฏิบัติการ

ค่าเฉลี่ยของการจัดประเภทตัวเก็บประจุ 1000-pF คือ 1030 pF และของตัวต้านทาน 1.58-kΩคือ 1.583 kΩ

ทุกครั้งที่ใช้ค่าเหล่านี้ความถี่กลางจะมาถึง 97.14 kHz แม้จะไม่สามารถระบุชิ้นส่วนที่เฉพาะเจาะจงได้ (กระดานมีความละเอียดอ่อนมาก)

หากตัวเก็บประจุมีค่าเท่ากันอาจเป็นเรื่องง่ายที่จะสูงขึ้นผ่านค่าตัวต้านทาน E96 ทั่วไปเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แน่นขึ้นถึง 100 kHz

ไม่จำเป็นต้องพูดว่านี่อาจไม่ใช่ทางเลือกอื่นในการผลิตปริมาณมากโดยที่ตัวเก็บประจุ 10% อาจมาจากแทบทุกแพ็คเกจและอาจมาจากผู้ผลิตที่หลากหลาย

การเลือกความถี่กลางจะเป็นไปตามความคลาดเคลื่อนของ R0 และ C0 ซึ่งเป็นข่าวร้ายในกรณีที่จำเป็นต้องมีร่อง Q สูง

มี 3 วิธีในการรับมือกับสิ่งนี้:

ซื้อตัวต้านทานและตัวเก็บประจุที่มีความแม่นยำสูงกว่า

ลดข้อกำหนดของ Q ให้น้อยที่สุดและตั้งค่าสำหรับการปฏิเสธความถี่ที่ไม่ต้องการน้อยลงหรือ

ปรับแต่งวงจร (ที่ได้รับการไตร่ตรองในภายหลัง)

ตอนนี้ดูเหมือนว่าวงจรจะปรับให้เหมาะกับแต่ละบุคคลเพื่อรับ Q 10 และโพเทนชิออมิเตอร์ 1-kΩที่รวมเข้าด้วยกันเพื่อปรับความถี่กลาง (ดังแสดงในรูปที่ 4)

ในรูปแบบโลกแห่งความเป็นจริงค่าโพเทนชิออมิเตอร์ที่ต้องการควรจะมากกว่าช่วงที่กำหนดเล็กน้อยเพื่อให้ครอบคลุมความถี่กลางแบบเต็มช่วงให้มากที่สุดแม้จะมีความคลาดเคลื่อน R0 และ C0 ในกรณีที่เลวร้ายที่สุดก็ตาม

สิ่งนี้ยังไม่ประสบความสำเร็จในตอนนี้เนื่องจากเป็นตัวอย่างในการวิเคราะห์ศักยภาพและ 1 kΩเป็นโพเทนชิออมิเตอร์ที่มีคุณภาพแข่งขันได้มากที่สุดในห้องปฏิบัติการ

เมื่อวงจรถูกปรับและจูนสำหรับความถี่กลาง 100 kHz ตามที่ระบุไว้ในรูปที่ 9 ระดับรอยบากจะลดลงจาก 32 dB เป็น 14 dB

โปรดทราบว่าความลึกของรอยบากนี้อาจได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นอย่างมากโดยการให้ค่า f0 เบื้องต้นในค่าที่เหมาะสมที่สุด

โพเทนชิออมิเตอร์ถูกออกแบบมาเพื่อปรับแต่งเฉพาะย่านความถี่กลางที่พอประมาณ

อย่างไรก็ตามการปฏิเสธความถี่ที่ไม่ต้องการ 5: 1 นั้นน่าเชื่อถือและอาจเพียงพอสำหรับการใช้ประโยชน์หลายอย่าง โปรแกรมที่สำคัญยิ่งกว่านั้นสามารถเรียกใช้ชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสูงกว่าได้อย่างปฏิเสธไม่ได้

ข้อ จำกัด แบนด์วิดท์ของแอมป์ที่มีความสามารถในการลดขนาดของรอยบากที่ปรับแต่งเพิ่มเติมอาจต้องรับผิดชอบในการหยุดระดับบากไม่ให้เล็กลงเท่าที่จะเป็นไปได้ เมื่อคำนึงถึงสิ่งนี้วงจรจึงถูกปรับอีกครั้งสำหรับความถี่กลางที่ 10 kHz

ผลลัพธ์ที่ 10 kHz

รูปที่ 10 กำหนดว่าร่องบากสำหรับ Q ของ 10 เพิ่มขึ้นเป็น 32 เดซิเบลนั่นอาจเป็นเพราะสิ่งที่คุณคาดการณ์ได้จากความถี่กลางลดลง 4% จากการจำลอง (รูปที่ 6)

notch valley สำหรับ Q ของ 10 เพิ่มขึ้นเป็น 32 dB

opamp ไม่ต้องสงสัยเลยว่าลดความลึกของรอยบากที่ความถี่กลาง 100 kHz! รอยบาก 32 dB คือการยกเลิก 40: 1 ซึ่งน่าจะดีพอสมควร

ดังนั้นแม้ว่าชิ้นส่วนที่ออกแบบมาจะมีข้อผิดพลาดเบื้องต้น 4% แต่ก็เป็นเรื่องง่ายที่จะหมุนรอยบาก 32 dB ที่ความถี่กลางที่ต้องการมากที่สุด

ข่าวที่ไม่พึงประสงค์คือความจริงที่ว่าเพื่อหลีกเลี่ยงข้อ จำกัด แบนด์วิดท์ของ opamp ความถี่รอยบากสูงสุดที่เป็นไปได้ด้วย opamp 100 MHz คือประมาณ 10 และ 100 kHz

เมื่อพูดถึงฟิลเตอร์บาก 'ความเร็วสูง' ถือว่าเป็นของแท้ตามนั้นที่ประมาณหลายร้อยกิโลเฮิรตซ์

แอปพลิเคชั่นที่ใช้งานได้จริงสำหรับฟิลเตอร์รอยบาก 10 kHz คือตัวรับ AM (คลื่นกลาง) ซึ่งผู้ให้บริการจากสถานีใกล้เคียงจะสร้างเสียงที่ดัง 10 kHz โดยเฉพาะในช่วงกลางคืน สิ่งนี้อาจกระทบประสาทของคน ๆ หนึ่งอย่างแน่นอนในขณะที่การปรับจูนเป็นไปอย่างต่อเนื่อง

รูปที่ 11 แสดงสเปกตรัมเสียงที่รับมาของสถานีโดยไม่ใช้และใช้งาน 10-kHz notch สังเกตว่าเสียงรบกวน 10 kHz เป็นส่วนที่ดังที่สุดของเสียงที่รับสัญญาณ (รูปที่ 11a) แม้ว่าหูของมนุษย์จะมีความไวต่อเสียงน้อยกว่ามากก็ตาม

สเปกตรัมเสียงของสถานีโดยไม่ใช้และใช้รอยบาก 10 kHz

ช่วงเสียงนี้ถูกบันทึกในเวลากลางคืนบนสถานีใกล้เคียงซึ่งได้รับสถานีทรงพลังสองสามสถานีทั้งสองด้าน ข้อกำหนด FCC อนุญาตให้มีความแปรปรวนบางอย่างของผู้ให้บริการสถานี

ด้วยเหตุนี้ข้อผิดพลาดเล็กน้อยในความถี่ของผู้ให้บริการของสถานีใกล้เคียงทั้งสองจึงมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดเสียงเฮเทอโรไดน์ 10 kHz ซึ่งช่วยเพิ่มประสบการณ์การฟังที่น่ารำคาญ

เมื่อใดก็ตามที่ใช้ฟิลเตอร์รอยบาก (รูปที่ 11b) โทนเสียง 10 kHz จะถูกย่อขนาดให้อยู่ในระดับที่ตรงกันเหมือนกับการมอดูเลตที่อยู่ติดกัน นอกจากนี้ที่สังเกตได้ในสเปกตรัมเสียงคือผู้ให้บริการ 20 kHz จากสถานีห่างออกไป 2 ช่องสัญญาณและโทนเสียง 16 kHz จากสถานีข้ามมหาสมุทรแอตแลนติก

โดยทั่วไปสิ่งเหล่านี้ไม่ได้เป็นเรื่องใหญ่ที่น่ากังวลเนื่องจาก IF ถูกลดทอนลงมาก ความถี่ที่ประมาณ 20 kHz อาจไม่ได้ยินเสียงของบุคคลส่วนใหญ่ที่ครอบงำไม่ว่าในกรณีใดก็ตาม

อ้างอิง:

http://www.ti.com/lit/an/snoa680/snoa680.pdf
http://www.ti.com/lit/an/sbfa012/sbfa012.pdf
http://www.ti.com/lit/an/slyt235/slyt235.pdf
https://en.wikipedia.org/wiki/Band-stop_filter


คู่ของ: ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่คืออะไร ถัดไป: วงจรตรวจสอบสภาพแบตเตอรี่สำหรับการทดสอบสภาพแบตเตอรี่และการสำรองข้อมูล