ZHCAC38D July   2000  – February 2023

 

  1.   摘要
  2.   商标
  3. 引言
  4. 滤波器特性
  5. 二阶低通滤波器标准形式
  6. 数学知识回顾
  7. 示例
    1. 5.1 二阶低通巴特沃斯滤波器
    2. 5.2 二阶低通贝塞耳滤波器
    3. 5.3 具有 3dB 纹波的二阶低通切比雪夫滤波器
  8. 低通 Sallen-Key 架构
  9. 低通多反馈 (MFB) 架构
  10. 级联滤波器级
  11. 滤波器表
  12. 10示例电路仿真结果
  13. 11非理想电路运行
    1. 11.1 非理想电路运行:Sallen-Key
    2. 11.2 非理想电路运行:MFB
  14. 12有关元件选择的注释
  15. 13结论
  16.   A 滤波器设计规范
    1.     A.1 Sallen-Key 设计简化
      1.      A.1.1 Sallen-Key 简化 1:将滤波器元件设置为比率
      2.      A.1.2 Sallen-Key 简化 2:将滤波器元件设置为比率和增益 = 1
      3.      A.1.3 Sallen-Key 简化 3:将电阻器设置为比率,并将电容器设置为相等
      4.      A.1.4 Sallen-Key 简化 4:将滤波器元件设置为相等
    2.     A.2 MFB 设计简化
      1.      A.2.1 MFB 简化 1:将滤波器元件设置为比率
      2.      A.2.2 MFB 简化 2:将滤波器元件设置为比率和增益 = –1
  17.   B 更高阶滤波器
    1.     B.1 五阶低通巴特沃斯滤波器
    2.     B.2 六阶低通贝塞耳滤波器
  18.   C 修订历史记录

二阶低通巴特沃斯滤波器

巴特沃斯多项式对这三种类型的滤波器所需的工作量非常少,因为频率比例因数始终等于 1。

参考一个列出二阶巴特沃斯多项式零点的表:

Equation22. z 1 = 0 . 707 + j 0 . 707
Equation14. z 1 * = 0 . 707 j 0 . 707

这与多项式的因式分解形式一起使用。或者,可以找出多项式的系数 a 0 = 1 a 1 = 1 . 414 。可以确认Equation19 中的公式:

Equation11. ( s + 0 . 707 + j 0 . 707 )   ( s + 0 . 707 j 0 . 707 ) = s 2 + 1 . 414 s + 1

要将多项式转换为标准形式,请在传递函数的分母中使用多项式的系数形式。二阶低通巴特沃斯滤波器由具有以下传递函数的电路实现:

Equation12. H LP f = K - f f c 2 + 1 . 414 j f f c + 1

Equation20Equation17 相同,其 F S F = 1 Q = 1 1 . 414 = 0 . 707。

图 5-1 是使用 Sallen-Key 拓扑和 TLV9062(使用滤波器设计工具创建)的二阶巴特沃斯低通滤波器的示例。该电路的增益为 1V/V,通带频率为 1kHz。该电路在 PSpice 中构建,然后使用增益相位分析仪构建和测量。

图 5-1 采用 TLV9062 的巴特沃斯低通滤波器电路

图 5-2图 5-3 分别显示了采用 TLV9062 的巴特沃斯低通滤波器的 PSpice 结果和测量结果。

图 5-2 采用 TLV9062 的巴特沃斯低通滤波器 PSpice® 结果
图 5-3 采用 TLV9062 的巴特沃斯低通滤波器测量结果