Расчет активного фильтра и опторазвязки

Активный фильтр — один из видов аналоговых электронных фильтров, в котором присутствует один или несколько активных компонентов, к примеру транзистор или операционный усилитель. В активных фильтрах используется принцип отделения элементов фильтра от остальных электронных компонент схемы. Часто бывает необходимо, чтобы они не оказывали влияния на работу фильтра. Активные фильтры - используются для формирования частотной характеристики заданного типа. Активные фильтры представляют собой ОУ, в обратную связь которого включены частотозависимые элементы. Они подразделяются на фильтры низкой частоты, фильтры ВЧ, полосовые фильтры, режекторные (заградительные) фильтры. Для решения конкретных задач в настоящее время разработано множество разнообразных активных фильтров. Наиболее распространенными являются фильтры Чебышева, Баттерворда и Бесселя. В зависимости от количества частотозависимых цепочек RC активные фильтры бывают фильтрами первого, второго, третьего и т.д. порядка. Схема активного фильтра показана на рис. 4

Рисунок 4 - Схема активного фильтра

Гальваническая развязка используется для исключения прямого провала между датчиком и цифровым блоком.

Для получения более стабильного сигнала с оптопары на её выход подключается активный фильтр.

Перед расчетом номиналов сопротивлении опторазвязки необходимо рассчитать параметры активного фильтра.

Напряжение на выходе фильтра 5 В. Ток 1=10 мкА, частота среза Т=500 Гц, емкость конденсатора С = 1 мкФ.

R1 = 1/(2 *С)= 1/(6,28*5* 10'4)=318 Ом.

Падение напряжения на R₁:

UR₁ =0.01*318 = 3,18 В.

U=UR₁+U =318+5 = 8,188.

Для данного канала ввода информации выбирается диодная оптопара типа АОД130А (рис. 5).

Данная оптопара состоит из излучателя и кремниевого фотоприёмника, изготовленных по эпитаксиальной технологии, в пластмассовом корпусе, предназначена для использования в качестве элементов гальванической развязки в высоковольтной электротехнической и радиоэлектронной аппаратуре.

Масса оптрона не более 1 г.

Параметры оптопары АОД130А приведены в таблице 1

Рисунок 5 - Электрическая схема оптопары

Таблица 1 - Основные электрические параметры оптопары АОД130А

Наименование параметра	Значение параметра
Входное напряжение (Iвх = 10 мА) В	1,5
Коэффициент передачи потоку (Uобр=10 В, 1вх=10 мА), %	1 0 0,6 1,0
Время нарастания выходного сигнала (Uобр=10 В, Iвых=10 мА), нс
Время нарастания выходного сигнала (Цобр=10В, Iвх.и= 10 мА), нс
Проходная ёмкость (Uc = 0 В ), пФ	0,5