xukun977 发表于 2020-2-13 17:36

SK低通滤波器的设计考虑




教科书上针对这个滤波器,就是推导了一下传递函数,给出截止频率和Q公式,然后再根据这个公式设计个电路,然后仿真一下OK,然后就没有然后了。












xukun977 发表于 2020-2-13 17:44

本帖最后由 xukun977 于 2020-2-13 18:09 编辑

先看全局变量的灵敏性:





可见Qp与全局变量无关!拐点频率随RC之积变化。



再来看看失配灵敏度:





也就是说wp对R1,R2,C1和C2的灵敏度都是-0.5,这个结果还不错!



再来看看Qp的灵敏度:






注:根号下是电阻和电容的spread,这里是示意,实际值可能是R1/R2或R2/R1,电容也是,至于是哪个比哪个,这里不需要关心!


这个结果非常不妙,可见SK滤波器有个严重缺点,就是对寄生电容敏感。

要想降低灵敏度,放大器增益G=1





然后取相等的电阻值,可得到完美的灵敏度。但是麻烦点来了,就是此时两个电容值之比太大,例如C1=1uF,另一个可能是470uF,甚至是1000uF,分立件设计还能凑合忍受,模拟IC设计中难以接受。



xukun977 发表于 2020-2-13 18:55

本帖最后由 xukun977 于 2020-2-13 18:57 编辑


在这方面,TT滤波器就优越多了,灵敏度都是常数!但是使用了3个运放。









要想让TT滤波器的Q增强,需要使用频率补偿电容C,如图中红色笔迹所画。

电容值取值方法:





Mashimaro2020 发表于 2020-4-11 10:39

我对这个电路有一个疑问,它为什么低通滤波器?当输入高频信号时,信号可以通过电容C1直接到达输出端Vout吧,这怎么就低通了呢?

xukun977 发表于 2020-4-11 13:45

本帖最后由 xukun977 于 2020-4-11 13:49 编辑

Mashimaro2020 发表于 2020-4-11 10:39
我对这个电路有一个疑问,它为什么低通滤波器?当输入高频信号时,信号可以通过电容C1直接到达输出端Vout吧 ...


以前已经专门发帖,非常详细地解释了电路的工作原理。

https://bbs.21ic.com/icview-2898254-1-1.html


简而言之:电容C1负责拐点附近的频率特性,高频是由电容C2,而非C1负责的。所以高频时C2短路,运放输出当然为零了。




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