656038, Алтайский край, г. Барнаул, пр. Ленина, 46, Россия
магистрант
46 Lenina Ave., Barnaul 656038, Russia
Post-graduate student
656038, Алтайский край, г. Барнаул, пр. Ленина, 46, Россия
доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой информатики, вычислительной техники и информационной безопасности
46 Lenina Ave., Barnaul 656038, Russia
Dr. Sci. (Technical), Prof., Head of the Department of Informatics, Computer Science and Information Security
Цель. Статья посвящена разработке метода проектирования аналоговых, в том числе активных фильтров, отличающегося от известных методов использованием принципиально иного подхода к выбору критериев оптимизации.
Метод. Большинство современных методов рассчитывают параметры образующих фильтр электронных компонентов исходя лишь из обеспечения требуемых значений коэффициентов полинома передаточной функции. При этом обеспечение требуемой стабильности и воспроизводимости характеристик фильтра достигается преимущественно технологическими приемами, например, за счет использования прецизионных элементов. В то же время достичь аналогичного эффекта можно и иным способом, а именно рациональным выбором значений параметров компонентов схемы. Такой подход возможен в силу того, что при расчете имеется возможность выбирать значения отдельных компонентов схемы произвольным образом, а необходимые значения коэффициентов полинома передаточной функции получать подбором значений оставшихся элементов. Таким образом, решая оптимизационную задачу, можно добиваться наилучших результатов проектирования в соответствии с выбранным критерием качества.
Результат. В работе предлагается за основу такого критерия выбрать модель ε-слоя, в соответствии с которой отклонения передаточной функции, либо пропускаемого через фильтр сигнала должны минимально отличаться от заданного вида и лежать в пределах заданного слоя либо во всей области определения функции или сигнала, либо в заданном наиболее важном диапазоне.
Вывод. В соответствии с предложенным подходом был разработан программный комплекс для расчета активных фильтров. Выполненные с его применением расчеты и экспериментальные исследования подтвердили продуктивность применения.
Objectives. The article is devoted to the development of a method for designing analogue filters, including active, which differs from known methods due to the fundamentally different approach taken to the selection of optimisation criteria.
Methods. Most contemporary methods, as a rule, calculate the parameters of filter forming electronic components based solely on the required values of the transfer function polynomial coefficients. At the same time, the maintenance of the required stability and reproducibility of filter characteristics is achieved primarily by technological methods; for example, by using precision elements. Nevertheless, it is possible to achieve a similar effect in a different way, namely, by appropriate choice of the circuit component parameter values. This approach is possible by selecting the individual circuit component values in an arbitrary manner, while the necessary transfer function polynomial coefficients are obtained by selecting the values of the remaining elements. Thus, having solved the optimisation task, it is possible to achieve optimal design results in accordance with the chosen quality criterion.
Results. In this paper, the ε-layer model is proposed as the basis for this criterion, according to which either the deviations of the transfer function or the signal passed through the filter should be minimally different from the given type and be located within the given layer, either in the entire domain of the function or signal definition, or in the most significant defined range.
Conclusion. The software package for the calculation of active filters is developed according to the proposed approach. The productivity of its application is confirmed by experimental studies and the calculations performed using this application.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.