二階有源濾波器參數(shù)計算

1、二階有源濾波器設計一濾波器類型按照在附近的頻率特性，可將濾波器分為以下三種：1. 巴特沃茲響應優(yōu)點：巴特沃茲濾波器提供了最大的通帶幅度響應平坦度， 具有良好的綜合性能，其脈沖響應優(yōu)于切比雪夫，衰減速度優(yōu)于貝塞爾。缺點：階躍響應存在一定的過沖和振蕩。2. 切比雪夫響應優(yōu)點：與巴特沃茲相比，切比雪夫濾波器具有更良好的通帶外衰減。缺點：通帶內紋波令人不滿，階躍響應的振鈴較嚴重。3. 貝塞爾響應優(yōu)點：貝塞爾濾波器具有最優(yōu)的階躍響應非常小的過沖及振鈴。缺點：與巴特沃茲相比，貝塞爾濾波器的通帶外衰減較為緩慢。（注意：巴特沃茲及貝塞爾響應的3dB 衰減位于截止頻率處。而切比雪夫響應的截止頻率定義為響應下降至

2、低于紋波帶的頻點頻率。對于偶數(shù)階濾波器而言，所有紋波均高于0dB 的直流響應，因此截止頻點位于 0dB 衰減處；而對于奇數(shù)階濾波器而言，所有紋波均低于0dB 的直流響應，因此截止頻點定義為低于紋波帶最大衰減點。）二最常用的有源極點對電路拓撲1. MFB 拓撲也稱為無限增益拓撲或Rauch 拓撲；適用于高Q 值高增益電路；其對元件值的改變敏感度較低。2. Sallen-Key 拓撲下列情況時，使用效果更佳：對增益精度要求較高；采用了單位增益濾波器；極點對 Q 值較低（如：Q<3）；（特例：某些高Q 值高頻率濾波器若采用MFB 拓撲，則C1 值須很小以得到合適的電阻值。而由于寄生電容干擾使得

3、低容值將導致極大干擾）。（注意：MFB 拓撲不能用于電流反饋型運放，而S-K拓撲電壓、電流反饋型運放均可；差分放大器只能采用MFB 拓撲；S-K 拓撲的運放輸出阻抗隨頻率增加而增加，故通帶外衰減能力受限，而 MFB拓撲則無此問題。 ）三濾波器設計步驟1. 根據(jù)應用場合確定濾波器響應類型和電路拓撲；2.確定截止頻率、階數(shù)、Q 值等參數(shù)，通過濾波器設計軟件得到電路及相應R、C 參數(shù)；3.通過仿真實現(xiàn)并檢驗上步得到的電路能否滿足設計參數(shù)要求，修改；（優(yōu)化方法：等比例縮放法。以二階 Sallen-Key 濾波器為例，并進行相應優(yōu)化實際電路中， R 值選取太大， 隨之引入的熱噪聲增大； 而 C 值選取的

4、太小，又易受寄生電容影響， 尤其在高速應用中， 運放輸入端的寄生電容對電路影響較大，須將此部分電容算入。等等。故在借由設計軟件構建濾波器完成后，須經(jīng)過測試及參數(shù)調整，再用于實際設計中。）4. 實物焊接實現(xiàn)濾波器設計。（濾波器的品質因數(shù) Q：對于低通、高通濾波器，定義為在時電壓放大倍數(shù)與通頻帶放大倍數(shù)之比，也稱為截止函數(shù)特性，主要影響濾波器在截止頻率附近的幅頻特性；對于帶通濾波器，定義為中心頻率與通帶帶寬的比值，表征了濾波性能。）四二階低通濾波器參數(shù)計算1. Sallen-Key 型計算時，可先選定C1 的值，則C2、 R1、R2 的值由下式?jīng)Q定：（注意： C1、 C2 差值最好不要大于10 倍，否則算出的阻值可能為負值。）2.MFB 型同理，選定C1 后，電路的各個參數(shù)即可求出：五二階高通濾波器參數(shù)計算1. Sallen-Key 型為簡化設計，采用單位增益電路，且令C1=C2=C,則有：2.MFB 型為簡化設計，令C1=C3=C,且選定 C2 的值，則有：六二階帶通濾波器參數(shù)計算1.Sallen-Key 型由電路圖可得以下關系式：計算時首先選定和 C，則可得到其余參數(shù)，在此不加贅述。2.MFB 型