二阶有源滤波器全参数计算Word格式文档下载.docx
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阶跃响应存在一定的过冲和振荡。
2.切比雪夫响应优点:
与巴特沃兹相比,切比雪夫滤波器具有更良好的通带外衰减。
通带内纹波令人不满,阶跃响应的振铃较严重。
3.贝塞尔响应优点:
贝塞尔滤波器具有最优的阶跃响应——非常小的过冲及振铃。
与巴特沃兹相比,贝塞尔滤波器的通带外衰减较为缓慢。
注意:
巴特沃兹及贝塞尔响应的3dB衰减位于截止频率处。
而切比雪夫响应的截止频率定义为响应下降至低于纹波带的频点
频率。
对于偶数阶滤波器而言,所有纹波均高于0dB的直流响应,因此截止频点位于0dB衰减处;
而对于奇数阶滤波器而言,所有纹波均低于
0dB的直流响应,因此截止频点定义为低于纹波带最大衰减点
最常用的有源极点对电路拓扑
1.MFB拓扑
也称为无限增益拓扑或Rauch拓扑;
适用于高Q值高增益电路;
其对元件值的改变敏感度较低。
2.Sallen-Key拓扑下列情况时,使用效果更佳:
对增益精度要求较高;
采用了单位增益滤波器;
极点对Q值较低(如:
Q<
3);
(特例:
某些高Q值高频率滤波器若采用MFB拓扑,则C1值须很小以得到合适的电阻值。
而由于寄生电容干扰使得低容值将导致极大干
MFB拓扑不能用于电流反馈型运放,而S-K拓扑电压、电流反馈型运放均可;
差分放大器只能采用MFB拓扑;
S-K拓扑的运放输出阻抗随频率增加而增加,故通带外衰减能力受限,而MFB拓扑则无此问题。
)
三.滤波器设计步骤
1.根据应用场合确定滤波器响应类型和电路拓扑;
2.确定截止频率、阶数、Q值等参数,通过滤波器设计软件得到电路及相应R、C参数;
3.通过仿真实现并检验上步得到的电路能否满足设计参数要求,并进行相应优化修改;
(优化方法:
等比例缩放法。
以二阶Sallen-Key滤波器为例,
实际电路中,R值选取太大,随之引入的热噪声增大;
而C值选取的太小,又易受寄生电容影响,尤其在高速应用中,运放输入端的寄生电容对电路影响较大,须将此部分电容算入。
等等。
故在借由设计软件构建滤波器完成后,须经过测试及参数调整,再用于实际设计中。
)
4.实物焊接实现滤波器设计。
(滤波器的品质因数Q:
对于低通、高通滤波器,定义为在时电压放大倍数与通频带放大倍数之比,也称为截止函数特性,主要影响滤波器在截止频率附近的幅频特性;
对于带通滤波器,定义为中心频率与通带带宽的比值,表征了滤波性能。
四.二阶低通滤波器参数计算
1.Sallen-Key型
计算时,可先选定C1的值,则C2、R1、R2的值由下式决定:
C1、C2差值最好不要大于10倍,否则算出的阻值可能为负值。
2.MFB型
同理,选定C1后,电路的各个参数即可求出:
五.二阶高通滤波器参数计算
为简化设计,采用单位增益电路,且令C1=C2=C,则有:
为简化设计,令C1=C3=C,且选定C2的值,则有:
六.二阶带通滤波器参数计算
1.Sallen-Key型
由电路图可得以下关系式:
计算时首先选定和C,则可得到其余参数,在此不加赘述
同理,计算时首先选定和C,则可得到其余参数,在此亦不加赘述
七.二阶带阻滤波器参数计算
1.有源双T型滤波
计算时首先选定和C,则可得到其余参数。
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