Filtrar una onda cuadrada en una onda sinusoidal

Estoy tratando de filtrar una onda cuadrada invertida impar de +-4V en una onda sinusoidal. ¿Cómo debo hacerlo?

Hasta ahora, he calculado que la serie de Fourier de mi señal de entrada particular es:

Expansión de la serie de Fourier

Lo cual sé que es correcto. Estoy tratando de aislar la primera frecuencia armónica para obtener mi salida sinusoidal, que es de 1 Hz.

Estoy tratando de usar un filtro de retroalimentación activo usando un amplificador operacional TL072. Hasta ahora solo he simulado en LT-Spice y obtengo este resultado y no puedo entender por qué.

Salida de filtro

Usé la banda de frecuencia de 0,3 Hz a 1,7 Hz con una frecuencia de esquina (0,3^2 + 1,7^2)^(1/2) y una ganancia media de 40. Calculé R1 y R2 y luego calculé una C común eso centraría el rango de frecuencia en la frecuencia de esquina. Se muestran en el diagrama del circuito.

Aquí es donde obtuve el diseño del filtro y las ecuaciones del modelo:

(Desplácese hasta Infinite Gain Multiple Feedback Active Filter en

https://www.electronics-tutorials.ws/filter/filter_7.html )

He intentado aumentar la compensación de voltaje de onda cuadrada de entrada para que la salida mínima del amplificador operacional no limite la salida, pero parece que todavía obtengo ese efecto. Tengo que usar un diseño de filtro activo para hacer esto.

Aquí están mi salida de onda cuadrada y la salida de onda sinusoidal juntas:salida de onda sinusoidal cuadrada

La parte superior comienza a verse como una onda sinusoidal, pero luego la mitad inferior parece no pasar por el filtro. Estoy pensando que tengo el amplificador operacional configurado incorrectamente. Cuando elimino el suelo de la terminal -, se bloquea la simulación.

Respuestas (1)

Necesita un amplificador bipolar con una señal bipolar, la mitad inferior está cortada porque la terminal de alimentación negativa del amplificador está conectada a tierra. El amplificador no puede crear un voltaje más bajo que el terminal de potencia negativa.

Desplace la señal hasta la mitad (o dentro) del rango del amplificador, o cree un riel negativo.

Necesita tierra en la simulación, o el simulador no puede determinar el voltaje del nodo (al igual que tampoco puede resolver el voltaje en papel sin la tierra).

¿A qué te refieres con carril negativo? ¿Debo quitar la conexión a tierra del terminal negativo del amplificador operacional? Cuando lo hago, la simulación falla.
Cree una fuente de alimentación de -5 V para el opamp, como la que se muestra aquí: i.stack.imgur.com/khVKf.png
O eso o cambiar la onda sinusoidal para que varíe de 0 a 5V con un desplazamiento de 2.5V
Aaah. Resuelto gracias.