深度揭秘——有源滤波器设计
二.滤波器电路拓扑结构
本文引用地址://m.amcfsurvey.com/article/184783.htm对于有源RC滤波器来说,单运放一般最高只能设计二阶滤波器,更高阶的滤波器由多个一阶或二阶滤波器串联而成。下面以二阶有源滤波器为例介绍常见滤波器拓扑结构。
1.MFB
也称为无限增益拓扑(或Rauch拓扑),对元件值改变的敏感度较低,因此较为常用,其典型电路拓扑如下图所示。
![](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/201310/2de9d989d0ccf57fa11b296a87bc64ce.jpg)
2.Sallen Key
在某些例子中,Sallen-Key拓扑证明更为优秀。就经验法则而言,下列情况时,Sallen-Key拓扑更佳:
1)增益精度较为重要,
2)采用了单位增益滤波器,以及
3)极点对Q值较低(例如,Q <3)
在单位增益时,由于运算放大器被用作单位增益缓冲器,使得 Sallen-Key拓扑具有了与生俱来的卓越增益精度。对MFB拓扑而言,增益则取决于R2/R1的电阻比值。单位增益Sallen-key拓扑还具有元件需求较少的优势(仅需两个电阻,MFB需三个电阻)。在应用于高Q值高频率滤波器部件之时,Sallen-Key拓扑也是可取的。在此类部件中,若采用MFB设计,C1值必需很低以得到合理的电阻值。下图为Sallen Key低通波器的典型电路图。
![](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/201310/9a5d9bae8c2cba6ca102ee6f86057d2e.jpg)
3.双二次型
![](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/201310/e389e10e6af469e1bb933d43fe62dc58.jpg)
双二次型与前面两种电路相比,需要使用更多的元件,但便于调整并具有很好的稳定性,在设计高阶滤波器进行多级级联时更有优势。
三. 滤波器设计
由于有源滤波器频率响应特性计算复杂,目前进行滤波器设计时一般采用计算机进行辅助设计。目前应用比较广泛的滤波器设计软件有Filter Solutions,FilterPro等专用软件。值得一提的是,FilterPro为TI公司的免费软件,大家可以直接从TI官方网站免费下载。
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