有源低通濾波器設(shè)計(jì)的詳細(xì)資料說明

　　本報(bào)告的重點(diǎn)是使用運(yùn)算放大器的有源低通濾波器設(shè)計(jì)。低通濾波器是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中常用的抗混疊濾波器。二階濾波器的設(shè)計(jì)是研究的主要課題。為了簡化電路設(shè)計(jì)，基于級聯(lián)低階濾波器實(shí)現(xiàn)高階濾波器的思想，設(shè)計(jì)了濾波器表。這些表格包含拐角頻率的比例因子和所設(shè)計(jì)的特定濾波器的每個(gè)級所需的Q。這使設(shè)計(jì)者能夠直接計(jì)算所需的電路元件值。為了演示一個(gè)實(shí)際的電路實(shí)現(xiàn)，使用TLV2772運(yùn)算放大器構(gòu)建了六個(gè)電路，它們被分成三種濾波器（Bessel、Butterworth和Chebyshev）和兩種濾波器配置（Sallen Key和MFB）。實(shí)驗(yàn)室測試數(shù)據(jù)顯示了它們的性能。本文還研究了濾波器高頻性能的限制因素。

　　有很多書提供了諸如巴特沃斯、貝塞爾和切比雪夫?yàn)V波器等流行濾波器類型的信息，僅舉幾個(gè)例子。本文將研究如何實(shí)現(xiàn)這三種類型的過濾器。我們將研究用于將標(biāo)準(zhǔn)濾波器表數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為構(gòu)建濾波器電路所需的傳輸函數(shù)的數(shù)學(xué)。使用相同的方法，可以開發(fā)過濾器表，使設(shè)計(jì)者能夠直接計(jì)算所需的電路元件值。實(shí)際的濾波器實(shí)現(xiàn)是針對兩種電路拓?fù)洌篠allen鍵和多反饋（MFB），Sallen鍵電路有時(shí)被稱為壓控電壓源，或VCVS，來自一種流行的分析類型。通常將電路稱為巴特沃斯濾波器或貝塞爾濾波器，因?yàn)槠鋫鬟f函數(shù)具有與巴特沃斯或貝塞爾多項(xiàng)式相同的系數(shù)。將MFB或Sallen鍵電路稱為濾波器也是常見的做法。不同之處在于巴特沃斯濾波器定義了一個(gè)傳遞函數(shù)，該傳遞函數(shù)可以由許多不同的電路拓?fù)洌ㄓ性春蜔o源）實(shí)現(xiàn)，而MFB或Sallen鍵電路定義了一個(gè)架構(gòu)或電路拓?fù)?，可用于?shí)現(xiàn)各種二階傳遞函數(shù)。電路拓?fù)涞倪x擇取決于性能要求。MFB通常是首選的，因?yàn)樗鼘M件變化具有更好的靈敏度和更好的高頻行為。單位增益Sallen鍵固有地具有最佳增益精度，因?yàn)槠湓鲆娌灰蕾囉诜至恐怠?/p>