低通滤波器计算截止评率_技术货:滤波器带宽及对应RC的计算
1、中心頻率對應(yīng)的時間常數(shù)
轉(zhuǎn)折頻率相同的高、低通濾波器合成帶通電路,高低通的轉(zhuǎn)折頻率都在同一點(diǎn),該頻率的信號幅度在傳輸過程被高低通雖然衰減3+3dB,但是在uo輸出幅度最大,也是中心頻率點(diǎn)(如下紅點(diǎn)),即fc=fo=1/2?RC。移項(xiàng)得電阻電容計(jì)算式R=1/2?fcC和C=1/2?fcR。例如中心頻率fc=100KHz,則R=1.592K,C=1nf。
2、通頻帶對應(yīng)的時間常數(shù)
fc=fo=1/2?RC式顯示,轉(zhuǎn)折頻率的位置隨RC而變,如果電容不變,低通電阻從R減少至RL,轉(zhuǎn)折頻率向高頻端平移至上轉(zhuǎn)折頻率foH=fc+ΔfH,即RL=1/2?CfoH;而高通電阻增大至RH,轉(zhuǎn)折頻率向低頻端平移至下轉(zhuǎn)折頻率foL=fc-ΔfL,即RH=1/2?CfoL。合成電路幅頻特**錯,傳輸頻率在foL~foH之間的正弦波,幅度衰減都小于3dB。而高于foH信號幅度雖然高通無衰減,但低通衰減大于3dB在uo端輸出;低于foL的信號在高通衰減已經(jīng)大于3dB的幅度,經(jīng)低通無衰減在uo端輸出也就大于3dB。這樣,電路符合單位增益帶寬定義的通頻帶寬度BW=foH-foL。
例如fc=100KHz,則R=1.592K,C=1nf;
設(shè)計(jì)foH=1.05MHz,則RL=1/2?CfoH=0.152K;
設(shè)計(jì)foL=10KHz,則=RH=1/2?CfoL=15.923K。
仿真(測試時用跟隨器隔開階間影響)如下,通帶寬度BW=1.05M-10K=1.04MHz,頻率在兩綠點(diǎn)間的信號傳輸過程幅度保持沒有衰減,是帶內(nèi)曲線的平坦部分。
Sallen-Key帶通濾波器電路參數(shù)簡單算法
Sallen-Key低通與高通合成帶通濾波電路,電路常數(shù)的計(jì)算與上述無源濾波的原理方法一樣,但是計(jì)算式用fc=fo=√2/(4πRC)。跟隨器隔離級間的影響(測試時用)。
3、Sallen-Key低通濾波器運(yùn)放GBW參數(shù)的選擇
上述以理想運(yùn)放分析和計(jì)算,實(shí)際上GBW參數(shù)不應(yīng)低于一般放大電路的要求,大于40fc就很接近計(jì)算值。當(dāng)GBW=fc(例如運(yùn)放LP124),就相當(dāng)于再加一個RaCa低通電路(如下圖),有三階濾波效果,而中心頻率不變,通頻帶的寬度變小,計(jì)算式fo’=√3/(4πRaCa)。由于GB等于積分截止頻率,選擇GBW接近中心頻率的運(yùn)放搭建Key電路,元件一樣多,但降低器件的要求以降低成本,而且濾波性能更好。
例如,fo’=√3/(4πRaCa)=1.73/12.56*1.13*2=1.73/28.38=61KHz
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總結(jié)
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