1首先,無限增益多路反饋有源濾波器與Butterworth,chebyshev,bessel,ellipse等不屬于同一范疇的概念,無限增益多路反饋只是有源濾波器總多拓撲結構中一種,其他還有Sallen-key、狀態(tài)變量濾波器、雙二階濾波器等;而Butterworth,chebyshev,bessel,ellipse是實際濾波器逼近理想濾波器的幾種近似算法,有無限增益多路反饋Butterworth濾波器或無限增益多路反饋chebyshev濾波器……
所以,要是比較的話,也是無限增益多路反饋與Sallen-key、狀態(tài)變量濾波器、雙二階濾波器等拓撲結構相比較;或者,Butterworth,chebyshev,bessel,ellipse幾種近似方法相比較。
2曾經(jīng)也搞過有源濾波器,也說一下無限增益多路反饋濾波器的優(yōu)點:返相端輸入,失真較小,另外元件靈敏度要求也比Sallen-key低。
四種近似方法的特點:
1、巴特沃斯:通帶最大平坦性,但是過渡帶衰減不夠陡峭,而且其階躍響應會產(chǎn)生上沖或波動,所以不適用于處理脈沖信號;
2、切比雪夫:通帶有起伏,但是過渡帶較陡峭,常用于AD轉換器前的抗混疊濾波器,階躍響應同樣會產(chǎn)生上沖或波動;
3、橢圓:也有稱為考爾濾波器的。通帶起伏更大,而且衰減帶也有反彈,但過渡帶最陡峭;
4、貝塞爾:也有稱為湯姆遜(Thomson)濾波器的。最大的特點就是階躍響應的波動最少,所以適用于處理脈沖信號,但是過渡帶最不陡峭。
二無限增益多路反饋有源濾波器設計
電路設計總讓外人覺得很難,很神秘,其實自己來試一下很簡單;
作設計有兩步工作要做,其一是測量目標的頻率特性和相位特性;然后是設計電路模擬;
下面簡單介紹一下頻率特性模擬部分的設計;
下圖是無限增益多路反饋有源濾波器的基本形式圖:
1.gif
1要設計RC濾波器,一般采用查表歸--快速的設計方法。使用這種方法,必須滿足濾波器條件。
首先給定要求的截止頻率fc,增益Kp;
選取濾波器的類型(切比雪夫型、巴特沃斯型),(低通、高通、帶通、帶阻);
選取(一階、二階、三階、四階、或高階)濾波器,請參考一些相關資料!稖y控電路》、《精密儀器電路》……然后按下述步驟設計:
(1)先選擇電容C1的標稱值,電容C的初始值靠經(jīng)驗決定,通常以下面的數(shù)據(jù)作參考:
fc≤100HzC=(10-0.1)μF
fc=(100-1000)HzC=(0.1-0.01)μF
fc=(1-10k)HzC=(0.01-0.001)μF
fc=(10-1000k)HzC=(1000-100)pF
fc≥100kHzC=(100-10)pF
(2)所選擇的電容C1的實際值,再按照下式計算電阻換標系數(shù)K
K=100/(fc*C1)其中fc的單位為Hz;C1的單位為μF。
(3)表2-1中查出C1和K=1時的電阻值。
(4)再將這些電阻值靠標稱的實際電阻值
2設計實例
設計一個二階無限增益多路反饋1dB切比雪夫型低通濾波器,增益Kp=2,截頻(指紋波之間的終止頻率)fc=5KHz。設計步驟如下:
按上述快速設計方法得到標稱的電容取C=0.01μF,對應的參數(shù)K=2,也可以由式
K=100/(fc*C1)=100/(5000*0.01)=2
從下表中查出Kp=2時,電容C1=C=0.01μF,K=1時的電阻值。
R1=2.602KΩ
R2=5.204KΩ
R3=8.839KΩ
將上述電阻值乘以參數(shù)K=2,得:
R1=5.204KΩ,取標稱值5.1K+104Ω
R2=10.408KΩ,取標稱值10K+408Ω
R3=17.698KΩ。取標稱值15K+2.7KΩ或≈18K
3濾波器設計用表