home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ PC Electronic Plus / PC Electronics Plus (Most Significant Bits)(1995).ISO / afilter / a-filter.doc next >
Text File  |  1995-02-01  |  11KB  |  242 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. active filters.
  9. .
  10. The filters covered are:
  11. .
  12. 1. Low pass, 1st order
  13. 2. High pass, 1st order
  14. 3. Low pass, 2nd order,equal component value Sallen-Key
  15. 4. High pass, 2nd order,equal component value Sallen-Key
  16. 5. Low pass, 3rd order,equal component value Sallen-Key
  17. 6. High pass, 3rd order,equal component value Sallen-Key
  18. 7. Low pass, 4th order,equal component value Sallen-Key
  19. 8. 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. The screens make reference to the appropriate pages in the book for your
  31. convenience.  Refer to these pages and other pages in the book which show the
  32. shape of each curve.  Although it is not necessary to have this book to run
  33. A-FILTER, the book provides valuable additional information.
  34. .
  35. REGISTRATION of A-FILTER will bring the most recent disk which will include
  36. many, and possibly all, of the following additional configurations:
  37. .
  38. Low pass, 5th order,equal component value Sallen-Key
  39. High pass, 5th order,equal component value Sallen-Key
  40. Low pass, 6th order,equal component value Sallen-Key
  41. High pass, 6th order,equal component value Sallen-Key
  42. Low and highpass, 2nd order, Infinite gain, Multiple feedback.
  43. Low and highpass, 2nd order, Unity gain Sallen-key, Unity gain
  44. .....State Variable, Variable gain State Variable and Biquad.
  45. Low and highpass, 4th order, Infinite gain, Multiple feedback.
  46. Low and highpass, 6th order, Infinite gain, Multiple feedback.
  47. Low and highpass, 8th order, Infinite gain, Multiple feedback.
  48. 2nd order, narrow band bandpass in Multiple feedback, Variable gain
  49. .....State Variable and Biquad configurations.
  50. Several Notch configurations.
  51. .
  52. These configurations were intended to be written into A-FILTER so the
  53. selection screens have provided for them even though they are not available
  54. yet.
  55. .
  56. Some of these additional configurations are covered in "Rapid Practical
  57. Designs of Active Filters" by Johnson and Hilburn; Wiley-Interscience.
  58. Other configurations may or may not be included.
  59. .
  60. REGISTRATION also includes: 8 1/2" x 11" user manual pages for insertion in
  61. your 3 ring binder, support and placement on the update list.  The manual
  62. pages are complete with schematics.  Also available for EGA users will be a
  63. schematic display of your filter design with a screen dump to dot matrix
  64. or laser printers.  Schematics will have all parts labeled.
  65. .
  66. .
  67. The registration fee is $35, payable to:
  68. .
  69. Bill Fitzpatrick
  70. POBox 282
  71. Veneta, OR 97587
  72. .
  73. Phone (503)935-3982
  74. .
  75. If you do not wish the most recent version and manual pages, a donation of
  76. $10 is humbly requested.
  77. .
  78. Print out this document, making sure your printer is in the mode required to
  79. accomodate the ASCII characters used.
  80. .
  81. All filter configurations are non-inverting and all except the 1st order
  82. filters have gain.  Reduce gain as needed, elsewhere in your circuits.
  83. .
  84. You may, for instance, double the calculated RD value if you also change the
  85. 39.2k resistor to 78.4k.  The proper ratio of these resistors must be
  86. maintained; their exact value is not important except as it may effect the
  87. offset.  High order filters, regardless of the configuration, require
  88. accurate resistance and capacitance values.  Since 1% metal film resistors
  89. are available for just pennies each, it would behoove you to use them in
  90. every case.
  91. .
  92. .
  93. FILTER DIAGRAMS & EXAMPLES (all Equal component value Sallen-Key)___________
  94. .
  95. .
  96. .
  97. .                           ┌──── 10K ────┐
  98. .                           │ ┌─────────┐ │
  99. .                           └─┤-        │ │
  100. .                             │  OPAMP  ├─┴─────── OUT
  101. .             IN ─── RF1────┬─┤+        │
  102. .                           │ └─────────┘
  103. .                           C
  104. .                           │
  105. .                           ≡
  106. .               Fig. 6-14   First order, low pass
  107. .
  108. EXAMPLE:
  109. Take, as an example, the 1st order, low pass filter.  When prompted, enter
  110. 1000 for Fc and .015 for C.  10,666Ω is shown for RF1.  You may stop here and
  111. consider the design finished by using the closest resistor value to 10666Ω
  112. which is 10.7k.  Optionally, you may use the <D> key to lower the displayed
  113. RF1 value to 10,497, use a 10.5K resistor and shunt the .015 capacitor with
  114. 240pf.  Using the <D> key provides the opportunity for greater accuracy in
  115. your critical circuit designs.
  116. .
  117. Hit the <ESC> key and do the next example.
  118. .
  119. .
  120. .                           ┌──── 10K ────┐
  121. .                           │ ┌─────────┐ │
  122. .                           └─┤-        │ │
  123. .                             │  OPAMP  ├─┴─────── OUT
  124. .             IN ─── C ─────┬─┤+        │
  125. .                           │ └─────────┘
  126. .                          RF1
  127. .                           │
  128. .                           ≡
  129. .
  130. .               Fig. 8-13   First order, high pass
  131. .
  132. .
  133. .
  134. .                  ┌──39.2k─┬──── RD1 ────┐
  135. .                  ≡        │ ┌─────────┐ │
  136. .                           └─┤-        │ │
  137. .                             │  OPAMP  ├─┼─────── OUT
  138. . IN ──── RF1 ────┬── RF1 ──┬─┤+        │ │
  139. .                 │         │ └─────────┘ │
  140. .                 C         C             │
  141. .                 │         │             │
  142. .                 │         ≡             │
  143. .                 └───────────────────────┘
  144. .
  145. .               Fig. 6-15   Second order, low pass
  146. .
  147. .
  148. .
  149. .                  ┌──39.2k─┬──── RD1 ────┐
  150. .                  ≡        │ ┌─────────┐ │
  151. .                           └─┤-        │ │
  152. .                             │  OPAMP  ├─┼─────── OUT
  153. . IN ──── C───────┬── C ────┬─┤+        │ │
  154. .                 │         │ └─────────┘ │
  155. .                RF1       RF1            │
  156. .                 │         │             │
  157. .                 │         ≡             │
  158. .                 └───────────────────────┘
  159. .
  160. .               Fig. 8-14   Second order, high pass
  161. .
  162. .
  163. .
  164. .                                      ┌──39.2k─┬──── RD2 ────┐
  165. .               ┌──── 10K ────┐        ≡        │ ┌─────────┐ │
  166. .               │ ┌─────────┐ │                 └─┤-        │ │
  167. .               └─┤-        │ │                   │  OPAMP  ├─┼─────── OUT
  168. .                 │  OPAMP  ├─┴── RF2─┬── RF2───┬─┤+        │ │
  169. . IN ─── RF1────┬─┤+        │         │         │ └─────────┘ │
  170. .               │ └─────────┘         C         C             │
  171. .               C                     │         │             │
  172. .               │                     │         ≡             │
  173. .               ≡                     └───────────────────────┘
  174. .
  175. .               Fig. 6-16   Third order, low pass
  176. .
  177. .
  178. .
  179. .                                      ┌──39.2k─┬──── RD2 ────┐
  180. .               ┌──── 10K ────┐        ≡        │ ┌─────────┐ │
  181. .               │ ┌─────────┐ │                 └─┤-        │ │
  182. .               └─┤-        │ │                   │  OPAMP  ├─┼─────── OUT
  183. .                 │  OPAMP  ├─┴── C ──┬── C ────┬─┤+        │ │
  184. . IN ─── C──────┬─┤+        │         │         │ └─────────┘ │
  185. .               │ └─────────┘        RF2       RF2            │
  186. .              RF1                    │         │             │
  187. .               │                     │         ≡             │
  188. .               ≡                     └───────────────────────┘
  189. .
  190. .               Fig. 8-15   Third order, high pass
  191. .
  192. .
  193. .                                              ┌──39.2k─┬──── RD2─────┐
  194. .           ┌──39.2k─┬──── RD1─────┐           ≡        │ ┌─────────┐ │
  195. .           ≡        │ ┌─────────┐ │                    └─┤-        │ │
  196. .                    └─┤-        │ │                      │  OPAMP  ├─┼──OUT
  197. .                      │  OPAMP  ├─┼───── RF2─┬── RF2───┬─┤+        │ │
  198. .IN ── RF1─┬── RF1───┬─┤+        │ │          │         │ └─────────┘ │
  199. .          │         │ └─────────┘ │          C         C             │
  200. .          C         C             │          │         │             │
  201. .          │         │             │          │         ≡             │
  202. .          │         ≡             │          └───────────────────────┘
  203. .          └───────────────────────┘
  204. .
  205. .               Fig. 6-18   Fourth order, low pass
  206. .
  207. EXAMPLE:
  208. Do a low pass, fourth order, equal value Sallen-Key, with Fc=1000Hz and
  209. C=.015mfd.  Again, you may stop here and use the displayed values or
  210. use the <D> key.  The Compromise calls for RF1 to be 8800Ω.  Use the <D>
  211. until the displayed RF1 is 8660Ω, which is a 1% value.  The first section
  212. would then use .015mfd║240pf and 8.66k.  Now use the <U> key and return
  213. C to ≈.015.  Reduce RF2 to 8253.  The second section would use .015mfd║260pf
  214. and 8.25k.
  215. .
  216. .
  217. .                                              ┌──39.2k─┬──── RD2─────┐
  218. .           ┌──39.2k─┬──── RD1─────┐           ≡        │ ┌─────────┐ │
  219. .           ≡        │ ┌─────────┐ │                    └─┤-        │ │
  220. .                    └─┤-        │ │                      │  OPAMP  ├─┼──OUT
  221. .                      │  OPAMP  ├─┼───── C ──┬── C ────┬─┤+        │ │
  222. .IN ── C ──┬── C ────┬─┤+        │ │          │         │ └─────────┘ │
  223. .          │         │ └─────────┘ │         RF2       RF2            │
  224. .         RF1       RF1            │          │         │             │
  225. .          │         │             │          │         ≡             │
  226. .          │         ≡             │          └───────────────────────┘
  227. .          └───────────────────────┘
  228. .               Fig. 8-18   Fourth order, high pass
  229. .
  230. .
  231. .
  232. .
  233. .
  234. I hope you enjoy A-FILTER.  Originally written for my own use, it has saved
  235. me many hours of tedious calculations for the devise I designed which uses
  236. 90 filters!  Pass this version around to your friends and please notify me
  237. of any errors.  Additional filter configurations will be added to the latest
  238. version upon request.  Do not hesitate to ask.  Also, suggestions for
  239. additional routines which you think would make A-FILTER easier to use would
  240. be taken into consideration for inclusion into the program.
  241.  
  242.