Библиографическое описание:

Ульянов А. В., Линник М. В. Проектирование активных фильтров с использованием FilterLab 2.0 [Текст] // Технические науки: проблемы и перспективы: материалы V Междунар. науч. конф. (г. Санкт-Петербург, июль 2017 г.). — СПб.: Свое издательство, 2017. — С. 32-37.



Данная статья призвана познакомить читателя с программой FilterLab (FL), которая позволяет пользователю работать с активными фильтрами на новом уровне. FL крайне дружелюбен и удобен для проектирования активных фильтров.

Ключевые слова: фильтры, FilterLab, инновационный софт, National Instruments, абсолютно бесплатно

FilterLab 2.0 — это инновационное программное обеспечение, которое значительно упростит проектирование активных аналоговых фильтров повсеместно применяющихся разработках современной электроник [3,4]. Его можно найти в свободном доступе на веб-сайте компании Microchip: www.microchip.com [1–2]. FilterLab 2.0 предоставляет своим пользователям полный набор принципиальных схем, значения компонентов которых программа предусмотрительно вам предоставляет вместе с частотными характеристиками [1].

Также FilterLab 2.0 включает в себя широкий спектр фильтров, в том числе линейные фазо-частотные характеристики Баттерворта, Чебышева и Бесселя на частоте от 0.1 Гц до 2 МГц. Filterlab 2.0 также используется для проектирования полосовых фильтров и фильтров верхних частот с линейными фазо-частотными характеристиками Чебышева и Баттерворта [1].

Пользователю предоставляется немалое количество опций.

Давайте взглянем на интерфейс программы более конкретно. Открываем вкладку Filter, затем Filter Design. Наблюдаем следующее диалоговое окно:

Рис. 1. Диалоговое окно «Спецификация фильтра»

Нам представлены три вкладки. Первая вкладка — «Спецификация фильтра». В данном случае необходимо выбрать тип аппроксимации и пропускающую способность, которые нам потребуются для работы с фильтром [2].

Следующая вкладка — «Параметры фильтра»:

Рис. 2. Диалоговое окно «Параметры фильтра»

На этот раз нам предложено выбрать величину затухания и частоту в полосе пропускания фильтра. Также необходимо подобрать нужную нам полосу заграждения частоты и затухания фильтра [2].

Далее находится вкладка под названием «Схема» (рисунок 3):

Рис. 3. Диалоговое окно «Проектирование фильтра»

Нам предложено выбрать четыре варианта реализации схемы фильтра низких частот. Например, вариант 2. В данном случае будем использовать однопроцентные резисторы.

АЧХ и ФЧХ появляется сразу после выбора топологии фильтра, при нажатии клавиши «OK». АЧХ и ФЧХ представлена на рисунке 4:

Рис. 4. АЧХ и ФЧХ фильтра

Нажав на панели сверху клавишу View > Filter, а затем Circuit, мы увидим перед собой окно, как показано на рисунке 4. В этом окне представлена топология нашего фильтра, то есть его принципиальная схема.

Рис. 5. Принципиальная схема фильтра

Если на панели сверху за клавишей View > Filter выбрать Spice (симулятор электронных схем общего назначения с открытым исходным кодом), то FilterLab предоставит нам SPICE-модель фильтра (рисунок 5), который мы избрали для исследования.

Рис. 6. SPICE-модель фильтра

Также при работе с FilterLab нельзя обойти стороной мастер сглаживания (Anti-Aliasing Wizard) и мастер подбора фильтра (Filter Selection Wizard). Это очень важные составляющие в работе с программой. Перейти к ним можно при помощи панели инструментов сверху. Filte > (тот мастер, который нам необходим для работы в данный момент).

Anti-Aliasing Wizard (AAW) поможет пользователю в разработке фильтра нижних частот, который используется совместно с аналого-цифровым преобразователем. Также AAW поможет пользователю с подбором пропускной способности, частоты дискретизации, разрешения и параметром отношения сигнал/шум.

Рис. 7. Anti-Aliasing Wizard

Filter Selection Wizard предоставляет подробно описание фильтра, включая его избирательность, частоту и его затухающую способность, а затем представляет пользователю таблицу значений частот, затухающей способности и разнарядки для любой аппроксимации.

Рис. 8. Filter Selection Wizard

Таким образом, в конце обзора хотелось бы ещё раз отметить преимущества FilterLab. Сама программа очень удобная и не имеет достойных конкурентов на рынке программ, специализирующихся на модуляции работы с реальными фильтрами. Это проявляется даже в мелочах. Программа позволяет пользователю внести коррективы в разрабатываемый активный фильтр в любой момент. Интерфейс очень прост и незамысловат. Для освоения программы требуется лишь базовые знания английского языка и немного терпения. К тому же FilterLab совершенно бесплатный [1,2].

Литература:

  1. Официальное подробное обучение работе с программой FilterLab 2.0 на английском языке: [Электронный ресурс] // Microchip Technology Incorporated: 1998–2017. URL: http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/51419a.pdf. (Дата обращения: 0.05.2017).
  2. Скачать программу FilterLab 2.0 с официального сайта компании Microchip: [Электронный ресурс] // Microchip Technology Incorporated: 1998–2017. URL: http://www.microchip.com/developmenttools/productdetails.aspx?partno=filterlabdesignsoftware. (Дата обращения: 0.05.2017).
  3. Беляков, М. В. Разработка промышленного программируемого логического контроллера / М. В. Беляков, А. В. Ульянов // Научно-техническое творчество аспирантов и студентов. — 2016. — с. 56–58.
  4. Ивашинников, Б.А., Разработка устройства регистрации параметров движения надводных объектов / Б. А. Ивашинников, А. В. Ульянов, С. М. Копытов // Научно-техническое творчество аспирантов и студентов. — 2016. — с. 228–230.
Основные термины (генерируются автоматически): Filter Selection Wizard, Anti-Aliasing Wizard, SPICE-модель фильтра, фильтра низких частот, Научно-техническое творчество аспирантов, фильтра нижних частот, Принципиальная схема фильтра, активных фильтров, полосе пропускания фильтра, программой filterlab, выбора топологии фильтра, мастер подбора фильтра, ФЧХ фильтра, затухания фильтра, Диалоговое окно, описание фильтра, «Спецификация фильтра», проектирования активных фильтров, фильтров верхних частот, активных аналоговых фильтров.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос