这个有源LPF啥原理？找不到原型啊

只看该作者 · 2011-2-16 18:33

这个有源滤波器的原型是什么？找遍了设计手册，没看见啊
请高手指教多谢

2万 · 2011-2-17 01:05

本帖最后由 HWM 于 2011-2-19 20:27 编辑

这是一个两级的低通滤波器。

作为一个例子，在此详解一遍，以示电路的基本解法（采用节点电压法）。主要是解那两堆类似的东西。

为了方便标记，由下至上对那堆电路中的电阻和电容重新标记，分别为R1、R2、R3、R4、C1和C2。

由于虚短，将两个运放的输入端统一标注为V。下面的运放输出为V2（C2和R3之间），上面的运放输出为V3（C1和R2之间），顶端电压为V1。

列出节点方程：

  V / R1 + (V - V3) / R2 = 0

  j ω C1 (V - V3) + (V - V2) / R3 = 0

  j ω C2 (V - V2) + (V - V1) / R4 = 0

  (V1 - V) / R4 = I

解得 V1 和 I 为：

  V1 = (1 - ω^2 C1 C2 R2 R3 R4 / R1) V

  I = - ω^2 C1 C2 R2 R3 V / R1

这串东西的阻抗为：

  Z = V1 / I = R4 - R1 / (ω^2 C1 C2 R2 R3)

可见，当 ω = (R1 / (C1 C2 R2 R3 R4))^0.5 时，Z = 0。直流时 Z = - ∞，而当频率非常高时 Z ≌ R4。

电路中那堆东西和其他电阻分压，构成低通滤波。注意，其无相位变化。

补充：

注意此电路中运放输出电压 V2 和 V3

  V2 = (R1 - j ω C1 R2 R3) V1 / (R1 - ω^2 C1 C2 R2 R3 R4)

  V3 = (R1 + R2) V1 / (R1 - ω^ C1 C2 R2 R3 R4)

这些电压受电源电压的限制，超出电源范围后，运放将饱和。

只看该作者 · 2011-2-18 09:22

2# HWM 谢谢

只看该作者 · 2011-2-18 10:52

2# HWM

只看该作者 · 2011-2-18 10:53

2# HWM 请问R45的作用是什么呢？貌似一般的设计上也可以去掉，实际仿真中加和不加的效果区别不是很大。

2万 · 2011-2-18 12:03

re 5L：

R45 是给滤波器一定的上拉，观察直流特性时其作用就显现出来了。

只看该作者 · 2011-2-18 12:26

6# HWM 谢谢您的答复。请问你有这种Fliege filter的设计资料或者推荐的书籍吗？一般的有源滤波器设计软件鲜有这种模型的。再次谢谢你了

2万 · 2011-2-18 12:35

to 7L：

内容全一点的模拟或电子线路类书籍会有类似内容，具体也说不上（一般需要时都直接上图书馆查询）。

类似电路完全可以自己分析。在此我把分析过程列出也是出于此目的——利用基本的电路知识分析问题。

这电路看似复杂，但利用一般所学的电路知识完全就能胜任其分析，希望你能看懂。

3万 · 2011-2-18 12:41

楼主应该理解：HWM现在是授你以“渔”而非“鱼”。

只看该作者 · 2016-12-6 08:49

这个是Fliege滤波器，《运放设计权威指南》第四版有详细介绍，第三版级之前也有介绍。

2万 · 2016-12-6 09:29

hotdll 发表于 2016-12-6 08:49
这个是Fliege滤波器，《运放设计权威指南》第四版有详细介绍，第三版级之前也有介绍。 ...

还没讲到点子上去，，，

此贴只需告诉楼主，两个运放那一竖坨东西，是个GIC(generalized impedance converter)，就足够了。

2万 · 2016-12-6 09:55

至于推导过程，一般性方法见上面。
倘若对那一坨东西中RC进行编号，从地参考点网上依次用Z5/4/3/2/1表示，则用快速分析法，一眼就能看出该网络输入阻抗是奇数积/偶数积，即Zin=Z1Z3Z5/Z2Z4，why?
有网友居然要把快速求解法拿去考研，建议还是老老实实用上面"标准"推导法吧，使用快速法就是直接写答案了，连个式子也不列，阅卷老师铁定以为是抄袭！就算不是，按步骤给分，一题满分10分的话，最多给2-3分！