深度揭秘——有源濾波器設計
二. 濾波器電路拓撲結構
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/184783.htm對于有源RC濾波器來說,單運放一般最高只能設計二階濾波器,更高階的濾波器由多個一階或二階濾波器串聯(lián)而成。下面以二階有源濾波器為例介紹常見濾波器拓撲結構。
1.MFB
也稱為無限增益拓撲(或Rauch拓撲),對元件值改變的敏感度較低,因此較為常用,其典型電路拓撲如下圖所示。
2.Sallen Key
在某些例子中,Sallen-Key拓撲證明更為優(yōu)秀。就經(jīng)驗法則而言,下列情況時,Sallen-Key拓撲更佳:
1)增益精度較為重要,
2)采用了單位增益濾波器,以及
3)極點對Q值較低(例如,Q <3)
在單位增益時,由于運算放大器被用作單位增益緩沖器,使得 Sallen-Key拓撲具有了與生俱來的卓越增益精度。對MFB拓撲而言,增益則取決于R2/R1的電阻比值。單位增益Sallen-key拓撲還具有元件需求較少的優(yōu)勢(僅需兩個電阻,MFB需三個電阻)。在應用于高Q值高頻率濾波器部件之時,Sallen-Key拓撲也是可取的。在此類部件中,若采用MFB設計,C1值必需很低以得到合理的電阻值。下圖為Sallen Key低通波器的典型電路圖。
3.雙二次型
雙二次型與前面兩種電路相比,需要使用更多的元件,但便于調整并具有很好的穩(wěn)定性,在設計高階濾波器進行多級級聯(lián)時更有優(yōu)勢。
三. 濾波器設計
由于有源濾波器頻率響應特性計算復雜,目前進行濾波器設計時一般采用計算機進行輔助設計。目前應用比較廣泛的濾波器設計軟件有Filter Solutions,F(xiàn)ilterPro等專用軟件。值得一提的是,F(xiàn)ilterPro為TI公司的免費軟件,大家可以直接從TI官方網(wǎng)站免費下載。
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