用同一常数电容构成的-18dB/Oct的有源滤波器

时间:2008-09-09

  图1是有源滤波器的教科书内经常出现的-18dB/oct的低通滤波器的电路构成,将1次(CR1段,即GdB/oct)滤波器和2次滤波器级联,获得规定的衰减特性。在此电路中,1次区间的电容Ct为:

  图1 典型的-18dB/oct的低通滤波器

低通滤波器

  2次区间为得到规定的Q,需要C1>)C2,这样必须要准各3种静电容量不同的电容,这是要注意的。如果电容的值相同,则元件的连接就会很容易。

  要使电容的值用同一常数,可用上述图1的方法和1次区间级联的方式实现,但这里FC3段的连接电路上加人了正反馈的方法,下面对此正反馈图2的电路进行研究。

同一常数构成的-18dB/oct的低通滤波器

  图2由同一常数构成的-18dB/oct的低通滤波器

  此电路是RC3段的构成,在-3dB处基准化的截断频率为

  只要在计算常数时加以注意就无问题。

  而现在还不清楚在电路中用于平坦特性的正反馈量的计算步骤,所以可用实验来求得。图3是C=0.01μF、RF=16kΩ(通常fc=1kHz),反馈电阻RF在7.5k~10kΩ变化时的频率特性。标识点为8.2kΩ的曲线被认为是平坦的反馈电阻值。

低通滤波器的反馈电阻RF时的频率特性

  图3 低通滤波器的反馈电阻RF时的频率特性

  截断频率的系数(fc/fo)为69OHz/1kHz≈0.69。用于常数计算的计算式为

  不要说测定器用滤波器,就是一般用途的滤波器在实用上也没有问题。

  图4的构成与1次和2次电路级联的方法相比较,电路简单化。而且也能用同一常数构成。另外,OP放大器A,上具有增益,通过A1,的正反馈(省略A2),使OP放大器的个数减少了1个。注意这里需要通频带的增益为1.82倍。

低通滤波器的频率特性

  图4 低通滤波器的频率特性

  另外,由于输人段采用无源RC电路,所以除去高频波的能力也很强。

  图4是同一常数构成的LPF的衰减特性,它是-18dB/oct、fc=690Hz的特性,对于截断频率fc,约下降69%(0.69fc),将此取为1kHz时,电阻R应设置为:

  R=0.69×15.92×103≈11k(Ω)

  由于使用了正反馈用的OP放大器,所以即使高频开环增益下降,其输人输出间的泄漏也会变少。
  


  
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