home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ HAM Radio 1 / HamRadio.cdr / math / a_filter / a-filter.doc next >
Encoding:
Text File  |  1989-04-18  |  10.1 KB  |  233 lines
  1. -------------------FILTER.DOC for the program A-FILTER.EXE-------------------
  2.  
  3. A-FILTER will run on machines with 256K, EGA, CGA or Herc monochrome
  4. monitors, and a single floppy.  A-FILTER may of course be installed on your
  5. hard disk.
  6.  
  7. This program calculates the resistor and capacitor values for various op-amp
  8. based active filter configurations.
  9.  
  10. The filters covered are:
  11.  
  12. .     Low pass,  1st order
  13. .     High pass, 1st order
  14. .     Low pass,  2nd order,equal component value Sallen-Key
  15. .     High pass, 2nd order,equal component value Sallen-Key
  16. .     Low pass,  3rd order,equal component value Sallen-Key
  17. .     High pass, 3rd order,equal component value Sallen-Key
  18. .     Low pass,  4th order,equal component value Sallen-Key
  19. .     High pass, 4th order,equal component value Sallen-Key
  20.  
  21. Calculations will simultaneously include 7 response curves for each filter
  22. (greater than 1st order); Best delay, Compromise, Flattest, Slight dips,
  23. 1db dips, 2db dips and 3db dips.  These filter configurations can be cascaded
  24. to make bandpass filters.
  25.  
  26. The screens are laid out in a format similar to the illustrations in
  27. "The Active Filter Cookbook" by Don Lancaster.
  28. Sams #21168, Eleventh printing.
  29.  
  30. REGISTRATION of this early version of A-FILTER will bring the most recent
  31. disk which will include the following configurations and features:
  32. .  Low and Highpass, 2nd order, Infinite gain, Multiple feedback.
  33. .  Low and Highpass, 2nd order, Unity gain Sallen-key, Unity gain
  34. .                    State Variable, Variable gain State Variable and Biquad.
  35. .  Low and Highpass, 4th order, Infinite gain, Multiple feedback.
  36. .  Low and Highpass, 5th order,equal component value Sallen-Key
  37. .  Low and Highpass, 6th order,equal component value Sallen-Key
  38. .  Low and Highpass, 6th order, Infinite gain, Multiple feedback.
  39. .  Low and Highpass, 8th order, Infinite gain, Multiple feedback.
  40. .  2nd order, narrow band bandpass in Multiple feedback, State Variable
  41. .                                     and Biquad configurations.
  42. .  Several Notch configurations.
  43. .  An inverting and non-inverting gain calculator
  44. .  A parallel resistance calculator/finder.
  45. .  A 1% metal film resistor list
  46. .  A schematic display and parts labeling with resistors shown as
  47. .          calculated values or nearest standard 1% value (users choice)
  48. .          plus a screen dump feature for schematic capture.
  49. .          Schematic and screen dump feature is for EGA users only.
  50. .  The MFB bandpass routine allows for up to 4 cascaded sections and provides
  51. .          a semi-log frequency response curve; EGA only.
  52.  
  53. These configurations were intended to be written into A-FILTER so the
  54. selection screens have provided for them even though they are not available
  55. in the earlier version.  Indeed, some of the routines have not yet been
  56. written.
  57.  
  58. Some of these additional configurations are covered in "Rapid Practical
  59. Designs of Active Filters" by Johnson and Hilburn; Wiley-Interscience.
  60.  
  61. REGISTRATION also includes: 8 1/2" x 11" user manual pages for insertion in
  62. your 3 ring binder, support and placement on the update list.  The manual
  63. pages are complete with schematics and references to the mentioned books.
  64. The registration fee is $35, payable to:
  65.  
  66. .              Bill Fitzpatrick
  67. .              POBox 282
  68. .              Veneta, OR 97587
  69.  
  70. .              Phone (503)935-3982
  71.  
  72. If you do not wish the most recent version and manual pages, a donation of
  73. $10 is humbly requested.
  74.  
  75. Print out this document, making sure your printer is in the mode required to
  76. accomodate the ASCII characters used.
  77.  
  78. Run A-FILTER
  79.  
  80. You may start the selection process from this point.  Use <ESC> to begin
  81. again.
  82.  
  83.  
  84.  
  85. FILTER DIAGRAMS & EXAMPLES (all Equal component value Sallen-Key)___________
  86.  
  87.  
  88.  
  89. .                           ┌──── 10K ────┐
  90. .                           │ ┌─────────┐ │
  91. .                           └─┤-        │ │
  92. .                             │  OPAMP  ├─┴─────── OUT
  93. .             IN ─── RF1────┬─┤+        │
  94. .                           │ └─────────┘
  95. .                           C
  96. .                           │
  97. .                           ≡
  98. .               Fig. 6-14   First order, low pass
  99.  
  100. EXAMPLE:
  101. Take, as an example, the 1st order, low pass filter.  When prompted, enter
  102. 1000 for Fc and .015 for C.  10,666Ω is shown for RF1.  You may stop here and
  103. consider the design finished by using the closest resistor value to 10666Ω
  104. which is 10.7k.  Optionally, you may use the <D> key to lower the displayed
  105. RF1 value to 10,497, use a 10.5K resistor and shunt the .015 capacitor with
  106. 240pf.  Using the <D> key provides the opportunity for greater accuracy in
  107. your critical circuit designs.
  108.  
  109. Hit the <ESC> key and do the next example.
  110.  
  111.  
  112. .                           ┌──── 10K ────┐
  113. .                           │ ┌─────────┐ │
  114. .                           └─┤-        │ │
  115. .                             │  OPAMP  ├─┴─────── OUT
  116. .             IN ─── C ─────┬─┤+        │
  117. .                           │ └─────────┘
  118. .                          RF1
  119. .                           │
  120. .                           ≡
  121.  
  122. .               Fig. 8-13   First order, high pass
  123.  
  124.  
  125.  
  126. .                  ┌──39.2k─┬──── RD1 ────┐
  127. .                  ≡        │ ┌─────────┐ │
  128. .                           └─┤-        │ │
  129. .                             │  OPAMP  ├─┼─────── OUT
  130. . IN ──── RF1 ────┬── RF1 ──┬─┤+        │ │
  131. .                 │         │ └─────────┘ │
  132. .                 C         C             │
  133. .                 │         │             │
  134. .                 │         ≡             │
  135. .                 └───────────────────────┘
  136.  
  137. .               Fig. 6-15   Second order, low pass
  138.  
  139.  
  140.  
  141. .                  ┌──39.2k─┬──── RD1 ────┐
  142. .                  ≡        │ ┌─────────┐ │
  143. .                           └─┤-        │ │
  144. .                             │  OPAMP  ├─┼─────── OUT
  145. . IN ──── C───────┬── C ────┬─┤+        │ │
  146. .                 │         │ └─────────┘ │
  147. .                RF1       RF1            │
  148. .                 │         │             │
  149. .                 │         ≡             │
  150. .                 └───────────────────────┘
  151.  
  152. .               Fig. 8-14   Second order, high pass
  153.  
  154.  
  155.  
  156. .                                      ┌──39.2k─┬──── RD2 ────┐
  157. .               ┌──── 10K ────┐        ≡        │ ┌─────────┐ │
  158. .               │ ┌─────────┐ │                 └─┤-        │ │
  159. .               └─┤-        │ │                   │  OPAMP  ├─┼─────── OUT
  160. .                 │  OPAMP  ├─┴── RF2─┬── RF2───┬─┤+        │ │
  161. . IN ─── RF1────┬─┤+        │         │         │ └─────────┘ │
  162. .               │ └─────────┘         C         C             │
  163. .               C                     │         │             │
  164. .               │                     │         ≡             │
  165. .               ≡                     └───────────────────────┘
  166.  
  167. .               Fig. 6-16   Third order, low pass
  168.  
  169.  
  170.  
  171. .                                      ┌──39.2k─┬──── RD2 ────┐
  172. .               ┌──── 10K ────┐        ≡        │ ┌─────────┐ │
  173. .               │ ┌─────────┐ │                 └─┤-        │ │
  174. .               └─┤-        │ │                   │  OPAMP  ├─┼─────── OUT
  175. .                 │  OPAMP  ├─┴── C ──┬── C ────┬─┤+        │ │
  176. . IN ─── C──────┬─┤+        │         │         │ └─────────┘ │
  177. .               │ └─────────┘        RF2       RF2            │
  178. .              RF1                    │         │             │
  179. .               │                     │         ≡             │
  180. .               ≡                     └───────────────────────┘
  181.  
  182. .               Fig. 8-15   Third order, high pass
  183.  
  184.  
  185. .                                              ┌──39.2k─┬──── RD2─────┐
  186. .           ┌──39.2k─┬──── RD1─────┐           ≡        │ ┌─────────┐ │
  187. .           ≡        │ ┌─────────┐ │                    └─┤-        │ │
  188. .                    └─┤-        │ │                      │  OPAMP  ├─┼──OUT
  189. .                      │  OPAMP  ├─┼───── RF2─┬── RF2───┬─┤+        │ │
  190. .IN ── RF1─┬── RF1───┬─┤+        │ │          │         │ └─────────┘ │
  191. .          │         │ └─────────┘ │          C         C             │
  192. .          C         C             │          │         │             │
  193. .          │         │             │          │         ≡             │
  194. .          │         ≡             │          └───────────────────────┘
  195. .          └───────────────────────┘
  196.  
  197. .               Fig. 6-18   Fourth order, low pass
  198.  
  199. EXAMPLE:
  200. Do a low pass, fourth order, equal value Sallen-Key, with Fc=1000Hz and
  201. C=.015mfd.  Again, you may stop here and use the displayed values or
  202. use the <D> key.  The Compromise calls for RF1 to be 8800Ω.  Use the <D>
  203. until the displayed RF1 is 8660Ω, which is a 1% value.  The first section
  204. would then use .015mfd║240pf and 8.66k.  Now use the <U> key and return
  205. C to ≈.015.  Reduce RF2 to 8253.  The second section would use .015mfd║260pf
  206. and 8.25k.
  207.  
  208.  
  209. .                                              ┌──39.2k─┬──── RD2─────┐
  210. .           ┌──39.2k─┬──── RD1─────┐           ≡        │ ┌─────────┐ │
  211. .           ≡        │ ┌─────────┐ │                    └─┤-        │ │
  212. .                    └─┤-        │ │                      │  OPAMP  ├─┼──OUT
  213. .                      │  OPAMP  ├─┼───── C ──┬── C ────┬─┤+        │ │
  214. .IN ── C ──┬── C ────┬─┤+        │ │          │         │ └─────────┘ │
  215. .          │         │ └─────────┘ │         RF2       RF2            │
  216. .         RF1       RF1            │          │         │             │
  217. .          │         │             │          │         ≡             │
  218. .          │         ≡             │          └───────────────────────┘
  219. .          └───────────────────────┘
  220. .               Fig. 8-18   Fourth order, high pass
  221.  
  222.  
  223.  
  224.  
  225.  
  226. I hope you enjoy A-FILTER.  Originally written for my own use, it has saved
  227. me many hours of tedious calculations for the devise I designed which uses
  228. 90 filters!  Pass this version around to your friends and please notify me
  229. of any errors.  Additional filter configurations will be added to the latest
  230. version upon request.  Do not hesitate to ask.  Also, suggestions for
  231. additional routines which you think would make A-FILTER easier to use would
  232. be taken into consideration for inclusion into the program.
  233.