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Verifica Sperimentale Filtro Passa Banda Attivo - II Ordine

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] Verifica Sperimentale Filtro Passa Banda Attivo - II Ordine

Messaggioda Foto Utentemaxiteris » 23 lug 2019, 16:58

Ciao a tutti,
ho realizzato il seguente filtro passa banda attivo del secondo orrine che dicesi “Filtro passa-alto a reazione multipla”. Il punto è che non riesco ad avere la verifica sperimentale e vi chiedo in cosa sto errando.
Il circuito è noto e diverse fonti mi dicono che con questo dimensionamento si ha una risposta in frequenza seguente:

https://drive.google.com/file/d/1UKZMB4jHJCfaeHf26tLnz2HORIunaboM/view?usp=sharing

dove si vede che al di sotto dei 1000Hz e sopra i 15KHz si ha gia una ttenuatzione di 30dB del segnale ingresso e cioè ridotto di circa 1000 volte ...ma l’analisi ad oscillopio non riscontra alcuna attenuazione nelle bande oscure.

Quindi abbiamo:
- un alimentatore duale G1 tramite accoppiamneto capacitivo che fornisce la tensione duale come indicato nel fidocad
- Il generatore di segnale è XR2206 Signal Generator
- Per il filtro ho usato LM324



Spero li schema sia chiaro...
In sostanza per qualsiasi frequenza il filtro si comporta come un inseguitore di tensione... ?%

Segnale in ingresso a 4KHz
4KHz.JPG


Segnale in ingresso a 15KHz
15KHz.JPG


Segnale in ingresso a 100KHz

100KHz.JPG
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[2] Re: Verifica Sperimentale Filtro Passa Banda Attivo - II Ord

Messaggioda Foto UtenteDrCox » 23 lug 2019, 17:35

Strano...
Quella topologia dovrebbe essere abbastanza stabile rispetto a variazioni dei valori dei componenti.
Variazioni del 10% dei valori dei condensatori non hanno un impatto significativo, né variazioni delle resistenze.
Se la resistenza da 222ohm fosse da 111ohm o 333ohm (variazioni del 50%) al massimo ti shifta il centro-banda di 1kHz.

Le alimentazioni sono corrette? L'operazionale è effettivamente alimentato a -6.8V / +6.8V?

Come input non capisco bene cosa usi: sinuside di ampiezza 1V?

Forse può essere utile verificare l'operazionale...
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[3] Re: Verifica Sperimentale Filtro Passa Banda Attivo - II Ord

Messaggioda Foto Utentemaxiteris » 23 lug 2019, 18:21

DrCox ha scritto:Quella topologia dovrebbe essere abbastanza stabile rispetto a variazioni dei valori dei componenti.
Sono d'accordo e per questo perplesso..


Le alimentazioni sono corrette? L'operazionale è effettivamente alimentato a -6.8V / +6.8V?
Si al multimetro trovo esattamente questi valori...

Come input non capisco bene cosa usi: sinuside di ampiezza 1V?
Una semplice sinosuide di ampiezza 3V come vedi nelle immagini segnale giallo channel 1

Forse può essere utile verificare l'operazionale...
Gai fatto...e controllato i collegamneti stesso risultato...
Non so che pensare... forse prelevo in modo errato i segnali? ?%
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[4] Re: Verifica Sperimentale Filtro Passa Banda Attivo - II Ord

Messaggioda Foto UtenteDrCox » 23 lug 2019, 19:39

maxiteris ha scritto:
Forse può essere utile verificare l'operazionale...
Gai fatto

Cosa intendi con già fatto? Cosa hai verificato?

maxiteris ha scritto:forse prelevo in modo errato i segnali?

La probe dell'oscilloscopio (immagino tu usi una sonda passiva 10:1) avrà una capacità parassita di una decina di pF. Insieme al resistore R1 fa da passabasso, con frequenza di taglio attorno a 2 MHz, quindi mi sembra che non sia quello il problema...
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[5] Re: Verifica Sperimentale Filtro Passa Banda Attivo - II Ord

Messaggioda Foto Utentemaxiteris » 23 lug 2019, 20:09

DrCox ha scritto:Cosa intendi con già fatto? Cosa hai verificato?

Ho cambiato 2 lm324 diversi...stesso risultato...
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[6] Re: Verifica Sperimentale Filtro Passa Banda Attivo - II Ord

Messaggioda Foto Utentemaxiteris » 23 lug 2019, 21:46

Sono veramente contrariato... :twisted:
Il circuito è noto e dimensionato correttamente...
L'oscilloscopio con tutti i suoi limiti è adeguato ad una applicazione di questo tipo peraltro ho sperimentato con lo stesso oscilloscopio e il generatore di segnale dei semplici filtri passa basso e passa alto RC con successo...ma cosa potrebbe essere?
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[7] Re: Verifica Sperimentale Filtro Passa Banda Attivo - II Ord

Messaggioda Foto UtenteDrCox » 23 lug 2019, 23:08

Partiamo dalle cose semplici.
Prova con lo stesso opamp a realizzare un filtro più semplice, un passabasso, e verifica che quello funzioni. Poi torniamo sul setup più complicato.
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[8] Re: Verifica Sperimentale Filtro Passa Banda Attivo - II Ord

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 24 lug 2019, 8:51

condivido DrCox.
Qualche osservazione:
Un filtro passa banda del 2° ordine è caratterizzato da:
frequenza di risonanza
banda passante ( di solito definita a -3 dB, corrispondente a 0,707 il guadagno massimo)
guadagno al centro banda.

Quali dono i parametri di progetto del filtro?

Quindi prima verifica questi, poi andrai a misurare l'attenuazione di 30 dB.

Riguardo alla schermate dell'oscillo: sono "brutte":
ampia la scala verticale in modo da sfruttare tutto lo schermo,poi visualizza al massimo tre sinusoidi non varie decine. Meno immagini inserisci, meno carichi la memoria del server di Electroyou.
Quindi poche immagini ma belle e significative.
O_/
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[9] Re: Verifica Sperimentale Filtro Passa Banda Attivo - II Ord

Messaggioda Foto Utenteelfo » 24 lug 2019, 12:30

Come puoi vedere, sia con Il Filter Wizard della AD sia con il Multiple Feedback Band-pass Filter Design Tool della Okawa si ottengono gli stessi risultati del tuo progetto iniziale.

Il fatto che misuri valori differenti da quelli di progetto e' un "mistero glorioso" :mrgreen: .

1) fai le foto del circuito (da tutte e due le parti)
2) misura le tensioni in continua del circuito (tutti I punti)
3) misura valori dei componenti "in circuit" (ad alimentazione scollegata)
4) misura con un ohmetro che i collegamenti siano giusti
5) come ti hanno gia' suggerito fai misure con l'oscilloscopio un po' piu' "cristiane" :D

P.S. 30 dB sono circa 30 (31,6 per la precisione) e non 1000
P.P.S. il tipo di oprazionale richiesto non e' critico
dal Wizard AD:

- Required GBW 181 kHz
- Recommended GBW 779 kHz

1.png

2.png

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[10] Re: Verifica Sperimentale Filtro Passa Banda Attivo - II Ord

Messaggioda Foto Utentemaxiteris » 24 lug 2019, 12:48

Al momneto ho il generatore di segnale fuori uso...ne riparliamo quando arriva il nuovo...
pero intanto:

elfo ha scritto:5) come ti hanno gia' suggerito fai misure con l'oscilloscopio un po' piu' "cristiane" :D


vediamo come:
DrCox ha scritto:ampia la scala verticale in modo da sfruttare tutto lo schermo,

e qui ci siamo con il parametro volt/DIV

DrCox ha scritto:poi visualizza al massimo tre sinusoidi non varie decine.

In che modo? Non capisco perche parli di varie decine di sinusiodi...

elfo ha scritto:Il fatto che misuri valori differenti da quelli di progetto e' un "mistero glorioso" :mrgreen: .

Sono d'accordo...forse l'ingresso non invertente dell'AmpOP va messo al ground/comune del generatore di segnale e non del generatore duale come da schema?

elfo ha scritto:P.S. 30 dB sono circa 30 (31,6 per la precisione) e non 1000
Non ho calcolato il logaritmo ho solo letto Wikipedia https://it.wikipedia.org/wiki/Attenuazione... appena posso svolgo i calcoli.

comunque appena ho il generatore di segnale proviamo con un filtro passa basso attivo del I ordine...
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