MFB型帶通濾波器的仿真分析

大家好，我是24c01，

最近在仿真MFB型帶通濾波器的時(shí)候發(fā)現(xiàn)了一件有意思的事情，今天分享給大家。

如下圖參數(shù)&原理圖所示，這是一個(gè)一階的MFB型帶通濾波器，在截止頻率后，照理來說頻率會(huì)以-20db/dec衰減，但是實(shí)際上發(fā)現(xiàn)，頻率在到達(dá)300khz左右后便衰減不下去了，甚至幅頻特性曲線在高頻處發(fā)生了“ 上翹 ”；從而在高頻處的濾波效果變差。那么究竟是怎么一回事呢？

通過查閱書籍得知這個(gè)現(xiàn)象叫做“高頻饋通”，圖摘自《OP放大電路設(shè)計(jì)》225頁，高頻情況下，下圖C1等效為短路，高頻信號(hào)會(huì)從C1穿行后，等效為R1和運(yùn)算放大器高頻處的輸出電阻分壓后出現(xiàn)在輸出端。

由于查TLV2371的數(shù)據(jù)手冊沒有查到其輸出阻抗（輸出阻抗隨頻率變化），于是通過仿真測得其在10Mhz下輸出阻抗大約為700Ω，所以其在10Mhz下的等效電路變?yōu)榱巳缦聢D所示：

然后對(duì)其進(jìn)行AC-SWEEP后可以看出在10Mhz下時(shí)的增益是幾乎吻合的（由于運(yùn)算放大器的輸出阻抗會(huì)隨頻率變化，所以其余點(diǎn)不吻合）。

那么有什么辦法可以解決或者說減少這種信號(hào)高頻饋通的現(xiàn)象呢？

網(wǎng)上查得主要解決方案有五種：

1.更換濾波器類型，例如本帶通濾波器為MFB型帶通濾波器，可更換為Sallen-key型濾波器，如下圖所示，可以切斷高頻穿行路徑（負(fù)反饋上的電容）。

2.加大MFB型帶通濾波器的R1（該方法需注意運(yùn)算放大器的輸入失調(diào)電流，盡量選擇CMOS或者FET型放大器，其輸出偏置電流?。?，減少運(yùn)算放大器輸出阻抗的分壓比，從而減弱在高頻下的增益上升情況。

3.選擇增益帶寬積GBW更大的運(yùn)算放大器（其高頻下輸出阻抗更?。?/p>

4.在反饋回路上增加一個(gè)電壓跟隨器做隔離，使信號(hào)的電流不再流過反饋回路上的電容從而和運(yùn)算放大器的輸出阻抗造成分壓。（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

5.在輸出端再加一級(jí)RC低通濾波器，對(duì)高頻信號(hào)再濾波處理以抑制高頻干擾。（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）