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低通Sallen Key濾波器的高頻饋通現(xiàn)象

CHANBAEK ? 來源:模擬應(yīng)用工程師 ? 作者:模擬應(yīng)用工程師 ? 2023-04-24 12:38 ? 次閱讀

如下圖所示,是我們前面提到過的4元件SK型低通濾波器,基于TINA仿真器AC特性來看,從Gain/Phase頻率響應(yīng)曲線上可以看到,從430kHz開始,其增益不再繼續(xù)下降,開始逐步上升,在10MHz達(dá)到-44.51dB。對于這種現(xiàn)象,稱為SK低通濾波器的高頻饋通現(xiàn)象,它使得低通濾波器在頻率特別高的時候,濾波效果變差。

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poYBAGRGB1yAYQ02AAFqHpIfWsM644.png

形成這種高頻饋通現(xiàn)象的主要原因是因?yàn)镾K濾波器結(jié)構(gòu)本身導(dǎo)致,下圖我們結(jié)合運(yùn)算放大器內(nèi)部等效模型,在信號輸入頻率很高的時候,運(yùn)算放大器的開環(huán)增益急劇下降,導(dǎo)致等效的輸出受控電壓源Auo*uid急劇下降(甚至接近0)。這個時候,輸入信號經(jīng)過R1,以及在高頻下幾乎短路的C1達(dá)到運(yùn)算放大器的輸出端,和運(yùn)算放大器的輸出電阻形成分壓,uo=ui*ro/(R1+ro)。

pYYBAGRGB2-AdtYuAAAjZ-pi3A4668.png

對于運(yùn)算放大器的開環(huán)輸出阻抗,和其輸入信號的頻率相關(guān),一般在高頻時可以達(dá)到百ohm級別,這樣就會造成分壓比不會太小,使得高頻時濾波效果變差,相當(dāng)于輸入信號直接從輸入端送達(dá)輸出端,因此稱為高頻饋通。

避免這種高頻饋通的方法主要有以下幾種方式:

1. 選擇MFB濾波器。

2. 使用帶寬足夠大的運(yùn)放,此外如果選擇更大的R1,高頻饋通形成的分壓比越小,對抑制高頻饋通有利,當(dāng)然從以上的分析我們也可以選擇一個開環(huán)輸出電阻較小的運(yùn)算放大器(這種往往不及預(yù)期)。

3. 在SK濾波器后端增加一個無源低通,但該種方式會影響整個濾波器的性能以及DC特性。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報(bào)投訴
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