Op-amp grunderna (del 1) (8 / 9 steg)

Steg 8: Stop-band filter

Stop-band filtereller band-avvisa filter, är de som filtrerar en specifik frekvens eller band av frekvenser utan låt högre och lägre frekvenser passerar. Dessa är definitivt svårare att utforma men är mycket användbara om du upplever buller på ett visst frekvensområde i din krets som du vill filtrera bort. En variant är notch-filter, som används för att filtrera specifika frekvenser, som buller från 50-60Hz AC mains-linjer.

Med ett band-passera filter, kunde vi bygga två separata filter, en high-pass och ett low-pass och sedan kaskad dem en efter en. Det var möjligt eftersom deras pass-band regioner överlappar varandra, men detta är inte fallet med stop-band filter. Vi använder fortfarande en LP- och HP-filter, men de måste placeras parallellt och sedan en tredje op-amp är konfigurerad som en viktad sommaren (mer om det senare) och de två signalerna läggs tillsammans att producera utdata. Bild 1 visar schematiskt.

För att designa, måste först veta vad olika frekvenser kommer att blockeras. Ange den nedre cutoff frekvensen som cutoff för LP filtret och högre cutoff som cutoff för HP filter. Detta är baksidan av hur vi utformat band-pass filtrera. Från ekvation vi använt innan vi vet att cutoff frekvens f bestäms av f = 1/(2*pi*R*C). Med hjälp av en 100nF (104) kondensator och 4.7kΩ motstånd, vi uppnå en LP cutoff av 340 Hz. med hjälp av en 1nF (102) mössa och 4.7kΩ motstånd, HP cutoff är 34 kHz. Därifrån, sätta de två utgångarna genom sommaren och din är klar.

Bygga: Strömförsörjningar som innan, "+" till stift 7 och "-" till stift 4, denna gång till alla 3 op-förstärkare. Anslut det LP filtret som innan. Sedan ansluta HP filtret som innan. Utgångarna går sedan till sommaren ingång som visas i schematiskt. Se bild 2.

Bilderna 3, 4, 5, 6 och 7 visar utdata på 34Hz, 340Hz, 3,4 kHz, 34 kHz och 50 kHz respektive. Vid 3,4 kHz utdata är mycket låg, visar en försvagning av - 34dB (20*log(Vout/Vin)). Det är mycket betydande. Observera också att bild 7 visar mer av en triangel våg än en sinusvåg. Detta beror på andelen låg slew av ua741 op-amp. Kort sagt, det går inte att ändra utdata så fort indata förändras, så det spelar "catch-up" hela tiden. Bild 8 visar samma utgång, men denna gång med en OP27 och två OP37 op-förstärkare, som har en mycket högre slew-grad.