用同一常數電容構成的-18dB/Oct的有源濾波器
發布時間:2008-11-03 來源:www.dzsc.com
中心論題:
- 介紹一般的-18dB/oct的低通濾波器的電路構成
- 用同一常數電容構成的-18dB/Oct的有源濾波器
解決方案:
- 采用1次區間級聯
- 加人正反饋
圖1是有源濾波器的教科書內經常出現的-18dB/oct的低通濾波器的電路構成,將1次(CR1段,即GdB/oct)濾波器和2次濾波器級聯,獲得規定的衰減特性。在此電路中,1次區間的電容Ct為:

圖1 典型的-18dB/oct的低通濾波器
2次區間為得到規定的Q,需要C1>)C2,這樣必須要準各3種靜電容量不同的電容,這是要注意的。如果電容的值相同,則元件的連接就會很容易。
要使電容的值用同一常數,可用上述圖1的方法和1次區間級聯的方式實現,但這裏FC3段的連接電路上加人了正反饋的方法,下麵對此正反饋圖2的電路進行研究。
圖2由同一常數構成的-18dB/oct的低通濾波器
此電路是RC3段的構成,在-3dB處基準化的截斷頻率為
隻要在計算常數時加以注意就無問題。
而現在還不清楚在電路中用於最平坦特性的正反饋量的計算步驟,所以可用實驗來求得。圖3是C=0.01μF、RF=16kΩ(通常fc=1kHz),反饋電阻RF在7.5k~10kΩ變化時的頻率特性。標識點為8.2kΩ的曲線被認為是最平坦的反饋電阻值。
圖3 低通濾波器的反饋電阻RF時的頻率特性
截斷頻率的係數(fc/fo)為69OHz/1kHz≈0.69。用於常數計算的計算式為

不要說測定器用濾波器,就是一般用途的濾波器在實用上也沒有問題。
圖4的構成與1次和2次電路級聯的方法相比較,電路簡單化。而且也能用同一常數構成。另外,OP放大器A,上具有增益,通過A1,的正反饋(省略A2),使OP放大器的個數減少了1個。注意這裏需要通頻帶的增益為1.82倍。
圖4 低通濾波器的頻率特性
另外,由於輸人段采用無源RC電路,所以除去高頻波的能力也很強。
圖4是同一常數構成的LPF的衰減特性,它是-18dB/oct、fc=690Hz的特性,對於截斷頻率fc,約下降69%(0.69fc),將此取為1kHz時,電阻R應設置為:R=0.69×15.92×103≈11k(Ω)
由於使用了正反饋用的OP放大器,所以即使高頻開環增益下降,其輸人輸出間的泄漏也會變少。
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