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Filtro Sallen-Key

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] Filtro Sallen-Key

Messaggioda Foto UtenteGian140 » 7 ott 2019, 17:52

Buonasera, devo implementare un filtro di tipo Sallen-Key con frequenza di taglio 50 kHz all'uscita di un circuito, però ho notato che all'inizio il guadagno è unitario, poi, intorno ai 6 kHz e fino ai 15 kHz il guadagno tra ingresso ed uscita del filtro diventa maggiore di 1 e continua a crescere, poi inizia ad attenuarsi. Qualcuno saprebbe il motivo?
Come componenti ho usato due resistenze da 3.9k, un condensatore da 1.5 nF e uno da 470 pF, l'operazionale è il TL082CP della ti.
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[2] Re: Filtro Sallen-Key

Messaggioda Foto Utentestefanodelfiore » 7 ott 2019, 20:31

Nell'articolo di EDN a questo link
https://www.edn.com/design/analog/43141 ... e-follower
puoi trovare la spiegazione al tuo problema.

Stefano
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[3] Re: Filtro Sallen-Key

Messaggioda Foto UtenteSediciAmpere » 7 ott 2019, 21:04

Probabilmente il filtro ha una risonanza prima di cominciare ad attenuare, come ad esempio i filtro chebychev
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[4] Re: Filtro Sallen-Key

Messaggioda Foto UtentePietroBaima » 7 ott 2019, 22:10

Puoi riportare lo schema del tuo filtro, con le alimentazioni e tutti i valori?
Usa FidoCadJ in modo che il tuo schema sia modificabile.

Grazie
Ciao
Pietro
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Io capisco le cose per come le scrivete. Per esempio: K sono kelvin e non chilo, h.z è la costante di Planck per zepto o per la zeta di Riemann e l'inverso di una frequenza non si misura in siemens.
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[5] Re: Filtro Sallen-Key

Messaggioda Foto UtenteGian140 » 8 ott 2019, 22:28

PietroBaima ha scritto:Puoi riportare lo schema del tuo filtro, con le alimentazioni e tutti i valori?
Usa FidoCadJ in modo che il tuo schema sia modificabile.

Grazie
Ciao
Pietro


Scusa ma devo inviarti l'immagine di multisim dal cellulare perché sto avendo problemi con la connessione a casa
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[6] Re: Filtro Sallen-Key

Messaggioda Foto UtenteDrCox » 8 ott 2019, 22:42

Hai già fatto i conti per derivare un'espresione analitica della funzione di trasferimento?
Prova a sostituire i tuoi valori e vedi che poli/zeri ti saltano fuori

https://en.wikipedia.org/wiki/Sallen%E2 ... ass_filter
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[7] Re: Filtro Sallen-Key

Messaggioda Foto Utenteelfo » 9 ott 2019, 16:37

Il "problema" del filtro passabasso Sallen-Key e' la resistenza di uscita dell'OpAmp.
Non la resistenza in DC (o bassa frequenza) ma alle "alte frequenze" dove deve attenuare.
Come vedi dal circuito qui sotto, il limite di attenuazione alle alte frequenze e' dato dal partitore R1 e Ro (resistenza di uscita dell'OpAmp ad alta frequenza).

C'e' una AN delle TI che mi sembra aveva linkato Foto UtentePiercarlo che spiega analiticamente il problema.
(Edit: trovata - dovrebbe essere questa: http://www.ti.com/lit/an/sloa024b/sloa024b.pdf)

Se utilizzi due riferimenti del link dato da Foto UtenteDrCox ottieni le due risposte in frequenza delle immagini qui sotto.

La prima considera un OpAmp ideale

http://sim.okawa-denshi.jp/en/OPstool.php

La seconda utilizza le caratteristiche di un OpAmp reale (AD711 simile al TL082)

https://www.analog.com/designtools/en/filterwizard/

Come vedi nel secondo caso l'attenuazione del segnale in uscita diminuisce all'aumentare della frequenza (superato un minimo).

Nel tuo caso specifico il comportamento qualitativo e' simile al grafico con l'OPpAmp "reale" mentre quello che non torna sono i valori delle frequenze a cui avvengono i fenomeni descritti.

Credo che occorra una indagine supplementare.

S&K1.png

S&K2.png
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[8] Re: Filtro Sallen-Key

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 17 ott 2019, 15:52

Ho provato a montare il circuito e a simularlo con i valori effettivi dei componenti e ho ottenuto questi risultati. Misura da 1kHz a 50kHz con HP4192. Montaggio su breadboard, con tante capacita` parassite!

Filtro1.jpg


La simulazione e` stata fatta con i valori dei componenti effettivamente utilizzati (tranne i parassiti) e con un LT1057 al posto del TL082, ma sono abbastanza simili

Filtro.png
Filtro.png (10.59 KiB) Osservato 740 volte


A me sembrano decisamente simili. L'aumento del guadagno prima della discesa dipende dal fatto che con quei valori il Q del circuito vale poco 0.88 circa (maggiore di 0.707) e quindi da` origine a peaking.
Per usare proficuamente un simulatore, bisogna sapere molta più elettronica di lui
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[9] Re: Filtro Sallen-Key

Messaggioda Foto Utentedadduni » 18 ott 2019, 11:59

Semplicemente la funzione di trasferimento di quel filtro non è di Butterworth, no?
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[10] Re: Filtro Sallen-Key

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 18 ott 2019, 18:28

Per avere una risposta alla Butterworth (quasi), mantenendo la stessa frequenza, bisognerebbe aumentare C2 a 560pF e ridurre C1 a 1.2nF
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