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[运放]

二阶低通滤波器增益问题

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楼主: pmw_56
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0.68uf电容回路是一个正反馈回路,貌似滤波功能不成立。

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captzs| | 2018-5-10 16:08 | 只看该作者
本帖最后由 captzs 于 2018-5-10 16:46 编辑
pmw_56 发表于 2018-5-7 18:43
输出10KHZ的固定频率,占空比 1/400 分辨率可调整,想输出数控的电压。怎么能做到呢? ...

先不要考虑什么通滤波,以矩形波积分形式分析,PWM波,通过一两阶固定积分常数电路,输出的波形有的是“平滑”,有的是波动,有的是馒头波......各不相同,除非按照最小占空比设计大的积分常数或者多阶积分。

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joywyc| | 2018-5-10 21:21 | 只看该作者
本帖最后由 joywyc 于 2018-5-10 21:29 编辑

用贝塞尔二阶低通滤波,本质上随便你怎么设置电容值,最终都可以将波形的直流分量保持下来的。所以,楼主设计大的思路是对的。
但是楼主在运放选择上,似乎随意了点。根据楼主选的LM358运放来看,在双电源+/-15V下,压摆率为0.3V/微秒;单位增益带宽为0.7MHz。
而楼主电路电源为3.3V(与标准条件差了几乎10倍),所以相对动态指标也要降低10倍,压摆率下降为0.03V/微秒;单位增益带宽下降为0.07MHz。
若设电路输入为占空比50%的方波时,滤波器输出峰峰值为3V,按压摆率计算出最低周期为:
      3V/(0.03V/微秒)  = 100微秒
对应最低周期频率为:
      fb = 1/100微秒/2 = 5kHz
这只是运放应用的边界条件,要可靠应用还应该降低输入频率值几倍较好。否则高频率时,波形畸变带来的整流效应会影响到滤波器的直流分量准确性。
所以,若要使用LM358运放,限制输入方波频率低于2kHz较好;否则,需要改用高带宽响应的其他运放。

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pmw_56|  楼主 | 2018-5-11 09:25 | 只看该作者
joywyc 发表于 2018-5-10 21:21
用贝塞尔二阶低通滤波,本质上随便你怎么设置电容值,最终都可以将波形的直流分量保持下来的。所以,楼主设 ...

LMV358

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xch| | 2018-5-11 10:11 | 只看该作者

毫无问题。你电路没接好,或者测错地方

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pmw_56|  楼主 | 2018-5-11 10:17 | 只看该作者
xch 发表于 2018-5-11 10:11
毫无问题。你电路没接好,或者测错地方

你没有看明白我说的意思,输出直流电压跟输入端口输入的不一样,有损失,增益不是1。另外multisim仿真另外用一款低输入失调电压、轨对轨输出的运放(没有找到LMV358的模型)是可以的,

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xch 2018-5-11 12:15 回复TA
@pmw_56 :改用LMV358 后,信号失真更小 
xch 2018-5-11 12:13 回复TA
@pmw_56 :我用LM358仿真,发现不稳定,有瞬态交越失真。 在此放大器之前和信号源之间级联一个RC低通滤波后改善。 r=100ohm, c= 33nF. 
pmw_56 2018-5-11 11:57 回复TA
@xch : 3.3V MCU的供电电压 
pmw_56 2018-5-11 11:56 回复TA
@xch : 我后来改成10KHZ了, 低通的截止频率是1KHZ。 占空比是MCU输出可调整的 1/400 分辨率 
xch 2018-5-11 10:22 回复TA
你测试用的方波信号频率和幅度是多少? 
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xch| | 2018-5-11 12:26 | 只看该作者
pmw_56 发表于 2018-5-11 10:17
你没有看明白我说的意思,输出直流电压跟输入端口输入的不一样,有损失,增益不是1。另外multisim仿真另 ...

LM358, 10KHZ方波,3.3Vpp,1khz low-pass filter。
毛刺;交越失真;瞬态响应出问题。

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xch| | 2018-5-11 12:31 | 只看该作者
pmw_56 发表于 2018-5-11 10:17
你没有看明白我说的意思,输出直流电压跟输入端口输入的不一样,有损失,增益不是1。另外multisim仿真另 ...


在上面图纸条件下增加一级低通,抑制瞬态。明显改善响应

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xch| | 2018-5-11 12:35 | 只看该作者
pmw_56 发表于 2018-5-11 10:17
你没有看明白我说的意思,输出直流电压跟输入端口输入的不一样,有损失,增益不是1。另外multisim仿真另 ...


LMV358, 10KHZ方波,3.3Vpp,1khz low-pass filter。
明显比使用LM358的好多了。




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xch 2018-5-11 12:43 回复TA
无论使用何种有源滤波,还是建议在滤波之前加一个无源低通滤波器预处理信号抑制瞬态跃迁斜率。 
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gx_huang| | 2018-5-12 10:53 | 只看该作者
没有仔细看各位的讨论,只注意到LZ说,LMV358是轨到轨输出。
其实看LMV358内部的原理图,输出是轨到轨,输入不是轨到轨的,输入电压最高有限制的。
如果输入PWM最高电压3.3V,50%的占空比,运放输入的平均电压也有1.65V,接近极限了。
LZ可以测试一下,PWM幅度还是3.3V,或者最低一些,运放电源提高到5V,看看效果。

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13028866875| | 2018-5-25 16:52 | 只看该作者

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