有源低通滤波器设计的详细资料说明

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上传日期: 2019-12-16

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资料介绍

标签:函数(965)滤波器(2825)放大器(7022)

  本报告的重点是使用运算放大器的有源低通滤波器设计。低通滤波器是数据采集系统中常用的抗混叠滤波器。二阶滤波器的设计是研究的主要课题。为了简化电路设计,基于级联低阶滤波器实现高阶滤波器的思想,设计了滤波器表。这些表格包含拐角频率的比例因子和所设计的特定滤波器的每个级所需的Q。这使设计者能够直接计算所需的电路元件值。为了演示一个实际的电路实现,使用TLV2772运算放大器构建了六个电路,它们被分成三种滤波器(Bessel、Butterworth和Chebyshev)和两种滤波器配置(Sallen Key和MFB)。实验室测试数据显示了它们的性能。本文还研究了滤波器高频性能的限制因素。

  有很多书提供了诸如巴特沃斯、贝塞尔和切比雪夫滤波器等流行滤波器类型的信息,仅举几个例子。本文将研究如何实现这三种类型的过滤器。我们将研究用于将标准滤波器表数据转换为构建滤波器电路所需的传输函数的数学。使用相同的方法,可以开发过滤器表,使设计者能够直接计算所需的电路元件值。实际的滤波器实现是针对两种电路拓扑:Sallen键和多反馈(MFB),Sallen键电路有时被称为压控电压源,或VCVS,来自一种流行的分析类型。通常将电路称为巴特沃斯滤波器或贝塞尔滤波器,因为其传递函数具有与巴特沃斯或贝塞尔多项式相同的系数。将MFB或Sallen键电路称为滤波器也是常见的做法。不同之处在于巴特沃斯滤波器定义了一个传递函数,该传递函数可以由许多不同的电路拓扑(有源和无源)实现,而MFB或Sallen键电路定义了一个架构或电路拓扑,可用于实现各种二阶传递函数。电路拓扑的选择取决于性能要求。MFB通常是首选的,因为它对组件变化具有更好的灵敏度和更好的高频行为。单位增益Sallen键固有地具有最佳增益精度,因为其增益不依赖于分量值。

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