Aktive Filter und Oszillatoren: Entwurf und by Lutz Wangenheim

By Lutz Wangenheim

    Durch die stürmische Entwicklung im Bereich der drahtlosen Kommunikationstechnik – insbesondere der mobilen Dienste – haben sich innerhalb der letzten Jahre für die Analogtechnik ganz neue Herausforderungen und zusätzliche Anwendungsbereiche ergeben.

    Dieses Buch über aktive Filtertechnik macht den Leser mit den modernen Methoden der analogen Signalverarbeitung bekannt – in einem Umfang und Detaillierungsgrad, den derzeit kein anderes deutschsprachiges Fachbuch erreicht.

    Dies sind insbesondere:

    • Systemtheoretisches Fundament,
    • Schaltungstechnik aktiver Baugruppen mit herkömmlichen und neuartigen Verstärker-ICs (Verstärker, Integratoren, Impedanzkonverter),
    • Entwurf, Berechnung und Vergleich der unterschiedlichen Filterstrukturen,
    • Einsatzmöglichkeiten von PC-Programmen beim Filterentwurf,
    • Entwurf und Simulation von Switched-Capacitor-Filtern,
    • Sinus-Oszillatoren mit integrierten Verstärkern.

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By Lutz Wangenheim

    Durch die stürmische Entwicklung im Bereich der drahtlosen Kommunikationstechnik – insbesondere der mobilen Dienste – haben sich innerhalb der letzten Jahre für die Analogtechnik ganz neue Herausforderungen und zusätzliche Anwendungsbereiche ergeben.

    Dieses Buch über aktive Filtertechnik macht den Leser mit den modernen Methoden der analogen Signalverarbeitung bekannt – in einem Umfang und Detaillierungsgrad, den derzeit kein anderes deutschsprachiges Fachbuch erreicht.

    Dies sind insbesondere:

    • Systemtheoretisches Fundament,
    • Schaltungstechnik aktiver Baugruppen mit herkömmlichen und neuartigen Verstärker-ICs (Verstärker, Integratoren, Impedanzkonverter),
    • Entwurf, Berechnung und Vergleich der unterschiedlichen Filterstrukturen,
    • Einsatzmöglichkeiten von PC-Programmen beim Filterentwurf,
    • Entwurf und Simulation von Switched-Capacitor-Filtern,
    • Sinus-Oszillatoren mit integrierten Verstärkern.

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Example text

Poldaten Der Vergleich zwischen Gl. 62) und Gl. 46) liefert die normierte Polfrequenz und die Polgüte für den inversen Tschebyscheff-Tiefpass zweiten Grades: Ω P = ΩS 2 , DS QP = 1 2 DS . 63) Der Sperrdämpfungsfaktor DS und die Sperrfrequenz ΩS sind über Gl. 60) außerdem mit der Toleranzgröße aD und dem Filtergrad n verknüpft. Vergleich mit der Tschebyscheff-Approximation (Abschn. 2) Zum Vergleich mit der Tschebyscheff-Näherung nach Abschn. 2 soll die Güte QP für den Fall ΩS=4 und aS ≈30 dB bestimmt werden.

Taylor 2006) entnommen oder auch über Filterentwurfsprogramme berechnet werden (s. Kap. 7). 1 Butterworth-Charakteristik Eine sinnvolle und oftmals angestrebte Approximation der idealen Tiefpassfunktion ist ein Amplitudengang, der im Durchlassbereich – ohne jegliche Amplitudenüberhöhung – sich möglichst wenig vom Wert A0 (bei ω = 0) unterscheidet. Diese von S. Butterworth im Jahre 1930 vorgeschlagene Charakteristik ist für eine Funktion zweiten Grades – wie in Abschn. 1 (Abb. 9) gezeigt – über die Polgüte QP=0,7071 zu realisieren.

38 1 Systemtheoretische Grundlagen Der Tschebyscheff-Tiefpass zweiten Grades Aus dem Betrag A(Ω) kann die Systemfunktion H(S) für den TschebyscheffTiefpass zweiten Grades abgeleitet werden. Die Berechnung erfolgt über das in Abschn. 4 mit „Weg 1“ bezeichnete Verfahren – hier für das Beispiel w=3 dB. Mit den Gln. 56) ist für n=2 und w=3,01 dB (bzw. ε D=1) Amax A(Ω ) = ( ) 2 1+ 2Ω − 1 2 = A0 2 ( 2 ) 1+ 2Ω − 1 2 . Nach geeigneter Umformung des Nenners ergibt der gliedweise Vergleich mit dem Betrag von Gl.

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