Consigli progettazione di un filtro passa basso(Chebyshev)

[Greh]

Ciao a tutti,

Devo progettare un filtro passa basso con le seguenti specifiche:
• Modulo del guadagno in banda passante: a piacere (purché ragionevole)
• Ondulazione (ripple) massima in banda passante: 3 dB
• Frequenza limite di banda passante fC: 1,5 kHz
• Frequenza di inizio banda attenuata fS: 3,0 kHz
• Attenuazione minima in banda attenuata: 25 dB
Usando il programma spiegato dal mio professore ovvero Analog Filter Wizard trovo che secondo lui il migliore circuito con l'ordine più basso possibile (prendendo come guadagno in banda passante 1) consista in un filtro del terzo ordine (risposta Chebyshev) composto da due stadi, un semplice filtro RC con guadagno unitario (tramite voltage follower) e un sallen-key del secondo ordine.
Ho due dubbi :
1) Il guadagno in banda passante è lasciato libero però non capisco quali vantaggi potrei avere, se ad esempio invece di guadagnare 1 guadagnasse K potrei usare una configurazione K-RC al posto del sallen-key in modo da avere una taratura più facile(visto che ho un grado di libertà in più che è appunto il guadagno k) però non saprei se è proprio la strada migliore .
2) Eventualmente se usassi una configurazione a multiple feedback (cella a guadagno infinito) al poso del sallen-key in questo caso avrei dei vantaggi o svantaggi?

P.S. scusate ma sono alle prime armi

[MarcoD]

Il guadagno in banda passante è lasciato libero però non capisco quali vantaggi potrei avere, se ad esempio invece di guadagnare 1 guadagnasse K potrei usare una configurazione K-RC al posto del sallen-key in modo da avere una taratura più facile(visto che ho un grado di libertà in più che è appunto il guadagno k) però non saprei se è proprio la strada migliore.

Probabilmente è indifferente, puoi inizialmente porre K =1 o variarlo se cambia il requisito.


Eventualmente se usassi una configurazione a multiple feedback (cella a guadagno infinito) al posto del sallen-key in questo caso avrei dei vantaggi o svantaggi?

Il multiple feed back richiede due operazionali, la sallen-key uno solo.
Per contro la multiple è ha i parametri indipendenti fra loro in funzione della veriazione dei componenti passivi.
Prevedi l'uso di trimmer (potenziometri semifissi) per la regolazione ? O no per risparmiare?
Quanti ne devi costruire ?

Ti devi preoccupare di trovare componenti di valore normalizzato al 5% e i cui valori varino poco con la temperatura o non è un requisito

Se sei bravo progetti il filtro sia con sallen-key che con multiple feedback.
Poi con un simulatore verifiche che la risposta sia identica

Sono 50 anni che si progettano filtri attivi con operazionali , però non è mai facile

post scriptum 15.07: Ho confuso il filtro a reazioni multiple con il filtro del secondo ordine a variabili di stato.

[Greh]

Prevedi l'uso di trimmer (potenziometri semifissi) per la regolazione ? O no per risparmiare?
Quanti ne devi costruire ?

Ne devo costruire solo uno , e si possiamo usare dei potenziometri, però il professore ci ha dato un kit da usare quindi dobbiamo farlo in base ai quei valori . Ad esempio ho un potenziometro da 10K e uno da 100k e poi resistenze della serie E-12 da 10ohm-1Mohm e condensatori della serie E-12.

Ti devi preoccupare di trovare componenti di valore normalizzato al 5% e i cui valori varino poco con la temperatura o non è un requisito

La temperatura non è un requisito e ho appunto resistenze e condensatori della serie E-12

Poi con un simulatore verifiche che la risposta sia identica

Come simulatore usiamo Ltspice

[DarwinNE]

E' strano avere un ripple di 3dB per un Chebyshev. Sei proprio sicuro della specifica?
Ci potrebbe anche stare, ma di solito per i Chebyshev si autorizzano ripple molto più piccoli, tipo 1 dB, 0,1 dB o anche 0,05 dB.

[Greh]

E' strano avere un ripple di 3dB per un Chebyshev. Sei proprio sicuro della specifica?

La specifica è giusta, però dice che max è 3db quindi può essere anche meno .
Comunque il ripple è meglio che sia più basso? Sapevo che più è alto più la transizione tra banda passante e banda attenuata è breve o sbaglio?

[DarwinNE]

Beh, più il ripple è alto, più è facile progettare un filtro Chebyshev selettivo.
E' solo che nelle applicazioni pratiche non è comodo avere delle ondulazioni così elevate in banda passante, ma non c'è nessuna ragione teorica per non calcolare un filtro del genere.

[Greh]

E' solo che nelle applicazioni pratiche non è comodo avere delle ondulazioni così elevate in banda passante

se dovessi ridurlo però , a causa delle tolleranze delle resistenze e soprattutto dei condensatori, non c'è il rischio che il comportamento sia peggiore?