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零偏移有源低通滤波器,第4部分

2020-04-10 John Dunn 阅读:
零偏移有源低通滤波器,第4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。

不久前,我介绍了一种接近零偏移的Chebyshev低通滤波器。有网友提出了两条评论,它们看似合理,但事实并非如此。wpuednc

首先来看一下原始电路及其滚降特性(图1)。wpuednc

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图1:这是本系列第3部分中介绍的有源低通Chebyshev滤波器。wpuednc

接下来先来看第一条评论,以及遵循该建议有什么不利后果。这条评论的部分内容是:“为什么不直接将82nF接地?”wpuednc

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图2:这种变化会对低通滤波器产生不利影响。wpuednc

不将82nF(0.082µF)接到运算放大器的输出,而是将其直接接地,会完全破坏预期的频率响应(图2)。修改后的电路甚至不再是有源滤波器。wpuednc

重新来看原始电路,但是将示波器的垂直位置向下移动(图3)。一会儿就能明白为什么。wpuednc

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图3:这是原始电路,但是对示波器上的垂直位置做了向下移动。wpuednc

下面看另一条评论,它也会带来不利后果:“这个是Sallen-Key电路,增加了一个实轴(无源)极点(C1/R1)。我注意到它的阻抗与下一个电路(R2/C2)的阻抗处于同一数量级。由于这两个电路之间有相互作用,因此这种做法不好。在这种情况下,一种改进方法是将R1更改为1.21K,将C1更改为100nF,这样就可以最大程度降低这种相互作用。”wpuednc

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图4:这个建议会导致滚降特性出现不期望的峰值。wpuednc

在这种情况下,所建议的更改会导致滚降特性中出现一个非常大的不期望的峰值(图4)。wpuednc

这两种情况下,都没有对所提供的建议进行严格的分析。我认为,这种性质的电路不容易凭直觉来表征。要么必须通过代数运算求取精确的传递函数,要么必须使用一种或另一种SPICE工具进行仿真。wpuednc

不明智地说,如果使“这些”值比“那些”值大得多或小得多,那么就不用担心会有任何的相互作用了。这很有可能。wpuednc

(原文刊登于EDN美国版,参考链接:Zero offset active lowpass filter, part 4wpuednc

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wpuednc

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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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