標(biāo)題: 低通濾波器設(shè)計(jì)精華 sallen-key [打印本頁(yè)]
作者: maiti    時(shí)間: 2018-5-17 11:56
標(biāo)題: 低通濾波器設(shè)計(jì)精華 sallen-key
sallen-key低通濾波器設(shè)計(jì)
一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
實(shí)驗(yàn)原理圖如下，
該電路的轉(zhuǎn)移函數(shù)推導(dǎo)如下：
對(duì)節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2列節(jié)點(diǎn)方程如下
由節(jié)點(diǎn)（2 )的方程得:   
根據(jù)運(yùn)算放大器同相端的關(guān)系有:
將上述關(guān)系代入節(jié)點(diǎn)（1）的方程得：
電路的轉(zhuǎn)移函數(shù)為：
傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)化為：
其中，，，。
二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/font>
設(shè)計(jì)一個(gè)ωp=104rad/S, Q=1/√2的Sallen-Key低通濾波器。并通過Pspice軟件觀測(cè)改變電阻和電容值觀察輸出波形的變化，討論電阻電容值的變化對(duì)濾波器性能的影響。初步了解濾波器的設(shè)計(jì)過程。
三、實(shí)驗(yàn)過程：
利用正反饋結(jié)構(gòu)的RC網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)的Sallen-Key低通濾波器，電路組成如下圖所示。
電路參數(shù)關(guān)系如下：
設(shè)計(jì)一：為了減小元件的分散性，取R1=R2=R, C1=C2=C
取k=2  k=R3/R4+1 取R3=R4=10k ，C1=C2=1nF運(yùn)行波形如下圖所示；
設(shè)計(jì)二：為了將電容的比值控制在一定的范圍內(nèi)，取R2=βR1, C2=αC1，取α=2，C2=αC1=0.02µF，當(dāng)k=3，β=3。求得R1=4.08k,R2=12K, R3=20k,R4=10k。
四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：
首先對(duì)參數(shù)的靈敏度分析如下

由靈敏度分析可知，R1，R2，C1，C2對(duì)中心頻率p影響是相同的，而R3，R4對(duì)中心頻率p沒有影響，所有參數(shù)對(duì)Q值都有影響，所以可以通過改變R3，R4改變Q值。
參數(shù)掃描確定元件最適值：當(dāng)R2阻值變化范圍1-15k，變化量3k從圖像可觀測(cè)的較適R2值大約10k，參數(shù)掃描如圖所示。

可以通過同樣的方法，可得到較適R1大約取30k，較適C1、C2大約為1n，此時(shí)輸出波形的通頻帶較寬。此時(shí)仿真圖幅頻相頻圖如圖所示。
通過改變R3，R4的比值，可以改變Q值的目的，R3，R4的比值越大，k=1+ R3/R4越大，Q值越大，Q 值的變化影響輸出波形的變化。Q值越大選擇性越好，但通頻帶變窄，可根據(jù)實(shí)際要求選擇合適的Q值。
本實(shí)驗(yàn)經(jīng)仿真驗(yàn)證，當(dāng)R3/R4的比值在0到2的范圍內(nèi)變化時(shí)，幅頻、相頻特性比較理想，當(dāng)比值大于2時(shí)幅頻、相頻特性開始變壞，振蕩加強(qiáng)，最后波形嚴(yán)重失真。
由R1，R2，C1，C2對(duì)中心頻率p的靈敏度是相同的，通過改變R1，R2，C1，C2的值，可以改變中心頻率，R1，R2，C1，C2取得值越大，中心頻率開始變小，并且當(dāng)C1，C2較大時(shí)波形出現(xiàn)失真，改變R1，R2，C1，C2的時(shí)，相應(yīng)的通頻帶也在發(fā)生變化。通過實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證靈敏度的理論推導(dǎo)是正確的。
取上圖兩個(gè)頻點(diǎn)如下，
A(9.1648，14.327),B(21.544,1，1610)

               
可求得滾降為：

完整的Word格式文檔51黑下載地址：
Sallen-Key低通濾波器.doc (204 KB, 下載次數(shù): 132)



作者: maiti    時(shí)間: 2018-5-17 11:57
很好很好的一個(gè)參考資料
作者: weiguoquan422    時(shí)間: 2018-12-5 09:45
最近正需要，參考一下，謝謝樓主
作者: 江亞東    時(shí)間: 2019-7-4 15:38
謝謝樓主
作者: Sleepy    時(shí)間: 2019-7-31 18:52
終于找到詳細(xì)定值的了，查了好多都是交怎么算截止頻率的，謝謝樓主
作者: tjuliuj    時(shí)間: 2019-8-20 16:27
太牛了，分析的
作者: 九零后大將    時(shí)間: 2019-8-30 16:19
了解一下
作者: 雛尚    時(shí)間: 2019-8-31 23:51
非常不錯(cuò)，謝謝分享！
作者: pointer    時(shí)間: 2019-11-19 11:01
求問，要想得到一個(gè)100HZ的截止頻率，R3B  R4B  R5B 該怎么求？

51hei圖片20191112094341.png (28.96 KB, 下載次數(shù): 486)

51hei圖片20191112094341.png
作者: livecf    時(shí)間: 2020-1-29 22:56
感謝樓主
作者: tieq1952    時(shí)間: 2020-2-2 07:30
謝謝分享�。�！
作者: cyhu0215    時(shí)間: 2020-4-22 10:44
學(xué)習(xí)了，真的受教了。
作者: 都市郎    時(shí)間: 2020-4-24 04:24
這資料不好，理論說得像天書。我以前看過一本英國(guó)人寫的濾波器設(shè)計(jì)書，被翻譯成中文版，說得通俗易懂非常實(shí)用！發(fā)現(xiàn)電子類教科書，曰本、歐美，英國(guó)等寫得通俗易懂非常好理解，只有中國(guó)人寫的書看不懂，寫一半留一半都是保密的。
作者: silverpuma    時(shí)間: 2020-8-11 20:21
寫得非常好，公式推導(dǎo)無(wú)誤，很實(shí)用
作者: duyingh    時(shí)間: 2021-10-8 17:53
都市郎 發(fā)表于 2020-4-24 04:24
這資料不好，理論說得像天書。我以前看過一本英國(guó)人寫的濾波器設(shè)計(jì)書，被翻譯成中文版，說得通俗易懂非常實(shí) ...

不是寫一半留一半，自古文章一大抄，這抄抄，那抄抄。他們自己都迷糊，怎么和你講得明白呢。
作者: 關(guān)中小河    時(shí)間: 2021-10-8 18:19
蠻好的資料，對(duì)學(xué)濾波器知識(shí)有一定幫助




歡迎光臨 (http://www.torrancerestoration.com/bbs/) Powered by Discuz! X3.1