1首先,無(wú)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(wú)限增益多路反饋只是有源濾波器總多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)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B(niǎo)utterworth,chebyshev,bessel,ellipse是實(shí)際濾波器逼近理想濾波器的幾種近似算法,有無(wú)限增益多路反饋Butterworth濾波器或無(wú)限增益多路反饋chebyshev濾波器……
所以,要是比較的話,也是無(wú)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)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(guò)有源濾波器,也說(shuō)一下無(wú)限增益多路反饋濾波器的優(yōu)點(diǎn):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(diǎn):
1、巴特沃斯:通帶最大平坦性,但是過(guò)渡帶衰減不夠陡峭,而且其階躍響應(yīng)會(huì)產(chǎn)生上沖或波動(dòng),所以不適用于處理脈沖信號(hào);
2、切比雪夫:通帶有起伏,但是過(guò)渡帶較陡峭,常用于AD轉(zhuǎn)換器前的抗混疊濾波器,階躍響應(yīng)同樣會(huì)產(chǎn)生上沖或波動(dòng);
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(guò)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(diǎn)就是階躍響應(yīng)的波動(dòng)最少,所以適用于處理脈沖信號(hào),但是過(guò)渡帶最不陡峭。
二無(wú)限增益多路反饋有源濾波器設(shè)計(jì)
電路設(shè)計(jì)總讓外人覺(jué)得很難,很神秘,其實(shí)自己來(lái)試一下很簡(jiǎn)單;
作設(shè)計(jì)有兩步工作要做,其一是測(cè)量目標(biāo)的頻率特性和相位特性;然后是設(shè)計(jì)電路模擬;
下面簡(jiǎn)單介紹一下頻率特性模擬部分的設(shè)計(jì);
下圖是無(wú)限增益多路反饋有源濾波器的基本形式圖:
1.gif
1要設(shè)計(jì)RC濾波器,一般采用查表歸--快速的設(shè)計(jì)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(qǐng)參考一些相關(guān)資料。《測(cè)控電路》、《精密儀器電路》……然后按下述步驟設(shè)計(jì):
(1)先選擇電容C1的標(biāo)稱值,電容C的初始值靠經(jīng)驗(yàn)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(shí)際值,再按照下式計(jì)算電阻換標(biāo)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(shí)的電阻值。
(4)再將這些電阻值靠標(biāo)稱的實(shí)際電阻值
2設(shè)計(jì)實(shí)例
設(shè)計(jì)一個(gè)二階無(wú)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(shè)計(jì)步驟如下:
按上述快速設(shè)計(jì)方法得到標(biāo)稱的電容取C=0.01μF,對(duì)應(yīng)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(shí),電容C1=C=0.01μF,K=1時(shí)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(biāo)稱值5.1K+104Ω
R2=10.408KΩ,取標(biāo)稱值10K+408Ω
R3=17.698KΩ。取標(biāo)稱值15K+2.7KΩ或≈18K
3濾波器設(shè)計(jì)用表