有谁会计算多路反馈有源滤波器的环路增益吗？

2017-11-28 11:36

贴出原理图来看看？

2017-11-28 13:41

涉及一个变压器……

建议：
1. LZ 的软件看起来不错，直接仿真画出波特图；
2. LZ 列出方程组，（用软件）帮你解方程。

2017-11-28 16:59

本帖最后由 Jack315 于 2017-11-28 19:06 编辑

原理图：

s 域传递函数：

往下看 9# ……

2017-11-28 17:29

有个笔记供参考：

二阶模拟滤波器

2017-11-28 19:00

本帖最后由 Jack315 于 2017-11-29 08:25 编辑

波特图：

对应于幅频特性 0 分贝处的频率及相位：

文档：
MFBFilter.cdf
MFBFilter.pdf

MFBFilter.rar (414.16 KB)

2017-11-29 08:44

陌上青烟发表于 2017-11-29 08:36
非常感谢，我今天自己好好看看，软件就在你推给我的那个帖子里是吧。

没有软件，只有公式。

用 Excel 也可以画波特图，只是画起来稍微麻烦点。
如果是要写书/论文，可仿造教科书的模式：

列出电路方程如下：
（把方程组列出）

不难（其实也不容易）得出 s 域的传递函数如下：
（列出传递函数）

……

PS. 推导公式用的软件是 Mathematica 。

2017-11-29 16:25

陌上青烟发表于 2017-11-29 15:38
哈哈，不是写论文，是在调试板子，板子上的高通滤波器好像有问题，用软件测到噪声有较大波动，但是示波器 ...

要判断是否振荡，可以做个 FFT 判断一下。

理论上 @gmchen 是行家，向他请教。

2017-11-29 16:31

陌上青烟发表于 2017-11-29 16:08
另外，还想问一下，你画电路的那个软件是仿真软件吗？还是其他什么软件？另外我看了一下你给我的计算过程 ...

画电路的软件是大名鼎鼎的 MS PowerPoint

应该不需要计算你说的环路增益……
且等 @gmchen 的指导，然后确定下来该做什么。

关键是要清楚你想解决的问题：滤波器噪声亦或是源信号噪声。

2017-12-1 07:54

gmchen 发表于 2017-11-30 17:10
还忘了一点，写开环传递函数的时候，不能忽略了运放的开环输出电阻。datasheet中有相应的图表的。不过由于 ...

运放的输出电阻大致多大，如何确定？

按 6 楼的图，在列方程时，这个输出电阻 Ro 是与 R2 串联吗？即用 Ro + R2 代替 R2 ？

2017-12-1 09:15

gmchen 发表于 2017-12-1 08:22
运放的输出电阻在datasheet图40上有，不过这个电阻与频率有关，考虑到自激最可能发生在高频端，可以用高频 ...

输出电阻是不是看这个图：

这是我看的数据手册：

ths4522.pdf (2.28 MB)

2017-12-1 09:53

陌上青烟发表于 2017-12-1 09:41
G大你好，感谢你的解答，看了你的解答以后还有一些地方不太明白，麻烦再指导一下！
1.考虑开环频率特性 ...

推导公式我来，@gmchen 做指导，帮助检查分析结果。

需要些时间，耐心等候……

2017-12-1 13:43

gmchen 发表于 2017-12-1 11:24
整个开环传递函数（或者说环路增益）由反馈网络的电压传递函数与运放的开环电压传递函数确定。反馈网络的 ...

含输出阻抗的电路如图所示：

其中 Ro 约为 100 欧姆……帮看下电路是否有误。

2017-12-1 14:43

gmchen 发表于 2017-12-1 14:01
不需要列基尔霍夫方程的，直接用阻抗的串并联就可以了，最多应用一下星三角变换公式即可。
写出vn=F(vi)， ...

这是考虑 THS4522 影响后的波特图：

没经验，不知道靠不靠谱。

这是计算过程文档：

MFBFilter.pdf (666.44 KB)

2017-12-1 15:14

本帖最后由 Jack315 于 2017-12-1 15:38 编辑

HWM 发表于 2017-12-1 15:03
输出应该在“运放内阻”之后。

谢过大侠指正……重新来过。
波特图：

这回看起来有点像了。

计算文档：

MFBFilter.pdf (663.45 KB)

2017-12-1 16:52

用其它运放做了个仿真：

与 39 楼的波特图对比，形状类似。
大致判断 39 楼的结果靠谱。

2017-12-1 18:24

gmchen 发表于 2017-12-1 18:12
说实在的，看到你的结果，尽管有所预料但还是小小的吃了一惊：在3MHz附近出现如此剧烈的相频变化是没有预 ...

以前没玩过滤波器，更没有实际经验。
如果 39 楼的结果与实际相近，这个波特图意味着什么？
会有什么问题？大侠能否帮助解读一下？

2017-12-1 18:45

这是不同输出阻抗 Ro 对应的波特图供参考：

图例：
Ro = 0.1
Ro = 1
Ro = 10
Ro = 100

2017-12-1 19:16

这是与拟合的输出阻抗 Ro （非线性电阻）对应的波特图供参考：

与 Ro = 100 欧姆相比，这个波特图应该与实际情况更近一步。

2017-12-3 12:10

本帖最后由 Jack315 于 2017-12-3 12:18 编辑

陌上青烟发表于 2017-11-29 16:08
另外，还想问一下，你画电路的那个软件是仿真软件吗？还是其他什么软件？另外我看了一下你给我的计算过程 ...

重新找资料学习了下：
运算放大器稳定性分析(TI合集)
现在来尝试给出答案。

计算环路增益的原理图：

环路增益幅频特性曲线：

环路增益相频特性曲线：

图例：
环路增益
THS452x 开环增益

环路增益波特图：

图例：
幅频特性曲线
相频特性曲线

【结论】
相位裕量约为 67 度，大于 45 度。
多路反馈高通滤波器稳定。

文档：

MFBHPF.rar (3.01 MB)

2017-12-3 15:07

陌上青烟发表于 2017-12-3 14:26
你这里的输出阻抗是指运放本身的输出阻抗，还是加上负载阻抗的？

Ro 是指运放的输出特性阻抗，按纯电阻近似。

有谁会计算多路反馈有源滤波器的环路增益吗？

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