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零偏移有源低通滤波器,第2部分

2020-04-03 John Dunn 阅读:
零偏移有源低通滤波器,第2部分
本系列文章分为4个部分,分别讨论了:使用Sallen-Key有源滤波器时应避免的陷阱、Sallen-Key低通滤波器所建议的补救措施、接近零偏移的Chebyshev低通滤波器,以及采纳网友建议所带来的不利后果。

本系列文章的第1部分解决了使用Sallen-Key有源滤波器时应避免的陷阱。另请参阅我的文章“Avoid Misuse of Sallen-Key Filters”。iqgednc

那篇文章的重点是,Sallen-Key电路的运放无法对上升和下降时间为零的阶跃信号输入做出零时间响应。实际上,任何信号输入如果其dv/dt特性足够快,都有可能导致Sallen-Key低通滤波器发生故障。之前在第1部分介绍的零偏移低通滤波器,也会遇到相同的问题。iqgednc

Sallen-Key低通滤波器所建议的补救措施,是在信号输入端使用无源RC来降低运放上响应速度的要求。这也是零偏移低通滤波器的建议补救措施。iqgednc

可以用SPICE仿真来进行演示。iqgednc

图1:两个零偏移低通滤波器。iqgednc

图1中包含两个滤波器:上面一个(基于上一篇文章),以及下面一个,其信号输入位置添加了一个无源RC。图2对这两个电路的频率响应进行了比较。iqgednc

图2:频率响应比较。iqgednc

尽管上方的电路有两个极点,而下方的电路有三个极点,但是在主导转折频率附近,这两个电路的频率响应曲线却彼此之间几乎无法区分。然而,对于方波信号输入来说,这两个电路的信号输出响应却彼此之间明显不同(图3)。iqgednc

图3:信号输出比较。iqgednc

与Sallen-Key情况一样,无源RC减少了运放上响应速度的要求,因此不会产生不期望的输出毛刺。iqgednc

(原文刊登于EDN美国版,参考链接:Zero offset active lowpass filter, part 2iqgednc

本文为《电子技术设计》2020年4月刊杂志文章,版权所有,禁止转载。免费杂志订阅申请点击这里iqgednc

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John Dunn
John Dunn是资深电子顾问,毕业于布鲁克林理工学院(BSEE)和纽约大学(MSEE)。
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