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详解带通滤波器的电路剖析—电路图天天读(271)

  传统的带通滤波器规划办法中触及了许多杂乱的理论剖析和核算。针对上述缺陷,介绍一种运用 EDA 软件进行带通滤波器的规划方案,具体论述了运用 FilterPro 软件进行有源带通…

  传统的带通滤波器规划办法中触及了许多杂乱的理论剖析和核算。针对上述缺陷,介绍一种运用 EDA 软件进行带通滤波器的规划方案,具体论述了运用 FilterPro 软件进行有源带通滤波器电路的规划过程,然后给出了在 Proteus 中对所规划的滤波器进行仿 真剖析和测验的办法。测验结果标明,运用该办法规划的带通滤波器具有功用安稳。规划难度小等长处,也为滤波器的规划供给了一个新的思路。

  带通滤波器是一种仅答应特定频率经过,一起对其他频率的信号进行有用按捺的电路。因为它对信号具有挑选性, 故而被广泛地运用现在电子设 计中。可是, 带通滤波器的品种繁复, 各个类型的规划差异也很大, 这就导致了在传统滤波器的规划办法中不可防止地要进行很多的理论核算与剖析,不光丢失了名贵的时刻, 一起也提升了电路的规划门槛。为了处理上述坏处,本文介绍了一种运用FilterPro 和 Proteus 相结合的有源带通滤波器的规划方案,跟着EDA 技能的不断发展,这种办法的优势也将越来越显着。


图1 运用抱负运放的带通滤波器

  电路原理图如图1所示。然后可在 Proteus 中建立电路进行仿真剖析, 前面现已说到, FilterPro 生成的滤波器中的运放运用的抱负运放模型,所以仿真时需求先用抱负运放进行剖析,然后再进行替换。


图2 实践建立的滤波器电路

  规划中运放挑选TI产品典型的通用双放LM358,LM358里边包含两个高增益、独立的、内部频率补偿的双运放,适用于电压规模很宽的单电源,并且也适用于双电源工作方式,特色方面具有低输入偏置电流、低输入失调电压和失调电流,它的共模输入电压规模较宽,差模输入电压规模等于电源电压规模,单电源供电电压3-32V,双电源供电±1.5-±16V,单位增益带宽为1MHz,适用于一般的带通滤波器的规划,一起具有低功耗的功用,关于规划阶数相对高一些的带通滤波器的话,能够选用TI的四运放LM324,其功用与LM358大体相同,运用起来节约空间。关于运放的要求此规划不是特别高,只需运放的频率满意低通的截止频率即可,假如精确度要求高的话那么首要运放的供电电压要满足安稳,或许挑选精细运放,如TLC274A,不然通用的即可,例如引荐 TI的LM224四运放。

  巴特沃斯带通滤波器幅频响应在通带中具有最平起伏特性,可是从通带到阻带衰减较慢,假如关于过渡带要求稍高,能够添加阶数来完成,不然改选用切比雪夫滤波电路。

  下面评论规划两种带通滤波器,其一为二阶低通滤波器和二阶高通滤波器组成的四阶带通滤波器,如下图:

  

  图3 四阶带通滤波器

  参数挑选与核算:

  关于低通滤波器的规划,电容一般选取1000pF,关于高通滤波器的规划,电容一般选取0.1uF,然后依据公式 R=1/2Πfc核算得出与%&&&&&%相组合的电阻值,即得到此图中R2、R6和R7,为了消除运放的失调电流形成的差错,尽量是运放同相输入端与反向输入端对地的直流电阻根本持平,一起巴特沃斯滤波器阶数与增益有必定的联系(见表1),依据这两个条件能够列出两个等式:30=R4*R5/(R4+R5),R5=R4(A- 1),36=R8*R9/(R8+R9),R8=R9(A-1)由此能够解出R4、R5、R8、R9,原则是依据现实情况稍调整电阻值保持在必定极限内即可,不要相差太大,留意频率不要超越运放的标定频率。

  表1 巴特沃斯低通、高通电路阶数与增益的联系

  

  其二是二阶有源带通滤波器,只用一个扩大区间,如下图:

  

  图4二阶带通滤波器

  修改点评:本文介绍的这种带通滤波器的规划办法具有很强的通用性。实践标明,该办法不光能够防止一些杂乱的理论核算和剖析,一起经过仿真还能够直观的检验电路的输入和输出,从而使得滤波器的功用愈加的安稳。
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