Каков самый крутой спад, достижимый для аналогового фильтра нижних частот, построенного на одном операционном усилителе?

Я интересовался этим вопросом. Что, если единственным требованием к конструкции является максимальная крутизна спада, но использование только одного операционного усилителя? Я знаю, что можно построить аппроксимацию фильтров нижних частот второго порядка с одним, но как насчет более высоких порядков?

Я немного смущен некоторыми ответами и их голосованием. Я полагаю, вы просите активный фильтр только с одним операционным усилителем? Или нет? Или разрешен полный чип 10-го порядка? Или каскад из 5 ступеней? Или хотя бы пассивный фильтр? Что вам нужно?

Ответы (2)

Вы можете сделать фильтр нижних частот высокого порядка вообще без операционных усилителей. В принципе, вы можете получить любую скорость спада, которая вам нравится, при наличии достаточного количества пи или T-секций. Затем вы можете добавить выходной буфер операционного усилителя, чтобы сделать ваш фильтр фильтром «одного операционного усилителя», если по какой-то причине вы хотите это сделать.

Но фильтры высокого порядка, как правило, очень чувствительны к небольшим изменениям номиналов компонентов, поэтому для достижения хороших характеристик часто требуется ручная настройка каждой схемы, а характеристики могут дрейфовать при изменении температуры.

Преимущество использования активных фильтров заключается в том, что операционный усилитель обеспечивает низкий выходной импеданс и высокий входной импеданс, уменьшая влияние нагрузки одного каскада на другой. Это означает, что вы можете каскадировать несколько фильтров первого или второго порядка без особого взаимодействия от этапа к этапу и уменьшить потребность в настройке. Если вы попытаетесь создать активный фильтр высокого порядка за один этап, вы упустите ключевое преимущество использования активных фильтров.

Извините за отсутствие опыта, а что такое "хорошая производительность"? Если значения компонентов изменяются, ухудшается ли спад или просто отклик вокруг угловых частот становится некрасивым?
Полоса пропускания может измениться, усиление в полосе пропускания может быть непостоянным, форма перехода может измениться, а в полосе задерживания могут появиться пульсации с меньшими потерями.
Еще одним преимуществом использования операционных усилителей является то, что они устраняют необходимость в использовании катушек индуктивности.
Не желательно ли вместо выходного буфера ОУ поставить в тракт обратной связи секции фильтра Pi/T, чтобы улучшить как входное, так и выходное сопротивление? Или несколько каскадов убивают запас по фазе и вызывают нестабильность?

Вы можете сделать фильтр 10-го порядка, используя 8-контактный чип SOIC, такой как LTC1569-6.

введите описание изображения здесь

При этом не используются какие-либо обычные операционные усилители, но, следуя духу вопроса и ответа @thephoton, вы можете считать этот чип по крайней мере одним операционным усилителем (эквивалентным).

Именно туда, куда я собирался пойти! Я просто добавлю предупреждение о том, что существуют некоторые конструктивные особенности использования фильтров с переключаемыми конденсаторами. Самая большая, конечно, возможность алиасинга. Ваши часы — это частота дискретизации, и вам нужно обратить внимание на мистера Найквиста. Во-вторых, проскальзывание часов и явная вероятность того, что вам может понадобиться пост-фильтр, чтобы сбить это (хотя обычно достаточно RC).
@ScottSeidman, я не мог бы сказать лучше
@ScottSeidman не могли бы вы немного подробнее объяснить протекание часов? Не уверен, что я должен открыть вопрос для этого.
@ efox29 Я полагаю, что Скотт имеет в виду часы переключения, используемые для этих типов фильтров. неизбежно небольшая часть тактового сигнала попадает на выход, так же как с ЦАП вы получаете небольшие сбои на аналоговом выходе при обновлении значения ЦАП из цифровой системы. Достаточно легко избавиться.
@ Andyaka Andyaka ах, да, я испытал что-то подобное с фильтрами с переключаемой крышкой - я просто подумал, что это именно то, как это работает. Не понял причину. Хорошо знать! RC будет достаточно? ФК?
S@efox29 RC обычно достаточно хорош, но иногда приходится использовать 2-й порядок, чтобы он не нарушал плоскостность LPF при отладке.
Каков самый крутой спад, достижимый для аналогового фильтра нижних частот, построенного на одном операционном усилителе?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v