二阶有源低通滤波电路的设计与分析
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2、负鏈夋簪婊尝鍛屾棤婧愭护娉 紝鏈夋簪婊尝鍙 互浣垮 箙棰戠壒鎬巾瘮杈冮櫋宄 紝鑰屾棤婧愭护娉 璁$畝鍗曟槗琛岋紝浣喟箙棰戠壒鎬t笉 濡傛湁婧愭护娉櫒锛岃屼笖浣撶H杈冨免銆備粠婊尝鍣口樁鏁板彲鍒嗕负涓闃跺拰 楂橀樁锛岄樁鏁拌秺楂橈紝骞呴 鐗规口秺闄抄銆傞珮闃舵护娉櫒閫氬父鍙 敱涓 闃跺拰浜岄樁婊尝鍣丨骇鑱旇屾垚銆傞噰鐢口泦鎴愯繍鏀炬瀯鎴愮殑RC鏈夋簪婊尝 鍣厶叿鏈夎緭鍏樆鎶楅珮锛岃緭鍑洪樆鎶椾綆锛屽彲鎻愪緵涓瀹氬 鐩娩紝鎴 棰戠 巼鍙 皟绛夌壒鐐广傚帇鎺x數鍘嬫簪鍨嬩簩闃朵綆閫氭护娉數璺 槸鏈夋簪婊尝鐢 佃矶鐨勯噸瑕佷竴绉嶏紝閫傚悎浣滀负瀆氱骇鏀惧免鍣丨殑绾U仈銆傛湰鏂困牴鎹 疄闄呰 姹傝 璁竴
3、绉嶅帇鎺x數鍘嬫簪鍨嬩簩闃舵湁婧愪綆閫氭护娉數璺 紝閲囩敤EDA浠 跨湡杞 欢MultisimlO瀵瑰帇鎺x數鍘嬫簪鍨嬩簩闃舵湁婧愪綆閫氭护娉數璺 繘琛屼 豢鐪赠垎鏋愩佽皟璇囉紝浠庤屽疄鐜扮數璺 殑浼樺寲璁捐 銆?璁捐 鍒嗘瀽1锛? 浜岄樁鏈夋簪婊尝鍣丨殑鍏稿瀷缁撴瀯浜岄樁鏈夋簪婊尝鍣丨殑鍏稿瀷缁撴瀯銆傚叾涓 紝Y1锝瀁5涓哄 绾筹紝鑰冭檻鍒癠P=UN锛屾牴鎹甂CL鍙 眰寰?寮?1)鏄簩闃跺帇鎺x數鍘嬫簪婊尝鍣尢紶閫掑嚱鏁扮殑涓鑸杈惧紡锛屽紡涓紝Auf=1+Rf锛廟6銆傚彧瑕侀傚綋閫夋嫨Yi锛?≤i≤5锛屽氨鍙 互鏋勬垚浣庨氥 侀珮閫氥佸甫閫氱瓑鏈夋簪婊尝鍣匚 ?锛?浜岄樁鏈夋簪浣
4、庨氭护娉櫒鐗规 垎鏋? 璁綴1=1锛廟1锛孻2=sC1锛孻3=0锛孻4=1锛廟2锛孻5=sC2锛屽曉鍏朵唬鍏工 紡(1)涓 紝寰楀垠鍘嬫帶鐢靛帇婧愬瀷浜岄樁鏈夋簪浣庨氭护娉櫒鐨勪紶閫掑嚱鏁颁 负寮?2)涓轰簩闃朵綆閫氭护娉櫒浼犻掑嚱鏁扮殑鍏稿瀷琛具揪寮忋傚叾涓 紝ωn涓虹壒寰佽 棰戠巼锛孮绉颁负绛夋晥鍝佽川鍥狗暟銆?2浜岄樁鏈夋簪浣庨氭护娉櫒鐨勮 璁?锛?璁捐 瑕佹眰 璁捐 涓涓 帇鎺x 數鍘嬫簪鍨嬩簩闃舵湁婧愪綆閫氭护娉數璺紝瑕佹眰閫氬甫鎴棰戠巼fo=100 kHz锛岀瓑鏁蝸搧璐厶洜鏁癚=1锛岃瘯纭畾鐢佃矶涓湁鍏冲厓浠剁殑鍙傛暟鍊笺?锛?閫 夋嫨杩愭斁 璁捐瑕佹眰鐨勬埅姝鐜囱緝楂
5、橈紝鍥狗瑕佹眰杩愭斁鐨勯甯緝 瀹斤紝閫夌敤閫氶 甯緝瀹界殑杩愭斁锛屾湰渚嬮夌敤杩愭斁3554AM锛屽甫瀹戒负19 MHz锛岄傚悎鐢尢簬娉舰鍙戠敓鐢佃矶銆佽剦鍐叉斁瀆x數璺 瓑銆傝緭鍑虹數娴侊紝 杈惧垠100 mA锛岀簿搴珮锛屾弧瓒宠璁Q姹傘?锛?鐢佃矶璁捐涓鸿璁C柟渚块夂彇R1=R2=R锛孋1=C2=C锛屽挞閫氬甫鎴棰戠巼涓哄彲棣栧厛閫夂畾鐢靛C=1 000 pF锛岃 绠楀緱R≈1锛?9 k&0mega;锛岄塕=1锛? k&0mega;銆?绛夋晥鍝佽川鍥狗暟锛屽挞RF=R6銆備负浣块泦鎴愯繍鏀句袱涓 緭鍏m 瀵瑰湴鐨勭數闃诲钩琛 紝搴斾娇R6/RF=2R=3.2k&0mega;锛屽
6、挞R6=RF=6.4k&0mega;锛岄塕6二RF=6锛? k&0mega; 銆?锛?鐞嗚 璁$畻鏍规嵁瀹為檯閫夋嫨鐨勫厓浠跺弬鏁伴噸鏂拌 绠楁护娉數璺殑鐗瑰緛鍙傞噺銆?寮?2 )涓 紝浠=jω锛屽緱鍒颁簩闃朵綆閫氭护娉數璺殑棰戠巼鐗规丁负閫氬甫鎴 棰戠巼fo涓? dB鎴棰戠巼化璁$畻濡備笅瀹為檯璁捐鐨勪簩闃舵湁婧愪綆閫氭护娉數璺紝銆?3Multisim鍒嗘瀽3锛?鐢具櫄鎷熺于娉櫒瑙傚療杈撳叆杈撳嚭娉舰Multisim鐜涓嬶紝鍒涘缓鐨勪簩闃舵湁婧愪綆閫氭护娉櫒鐨勪豢鐪熺數璺紝錫姩浠跨湡镌夐挳 锛岀敤铏氭嫙绀烘尝鍣儿祴寰楃殑杈撳叆杈撳嚭娉舰锛屻傚彲浠m湅鍑猴紝杈撳嚭淇 彿鐨勯 鐜困笌
7、杈撳叆淇彿涓鑷达紝杈撳嚭淇彿涓庤緭鍏俊鍙峰悓棰或笉錫岀浉锛 岃鏄庝簩闃朵綆閫氭护娉數璺笉浼氭敼鍙樹俊鍙风殑棰戠巼銆備粠鍥?涓彲浠m湅 鍑猴紝褰撹緭鍏俊鍙风殑棰戠巼杈冨免(渚嬪200 kHz)鏃讹紝杈撳嚭淇彿鐨勫箙鍊兼槑鏄惧曜浜庤緭鍏俊鍙风殑骞呭殓紝鑰屼綆棰戛儏鍐典笅鐨勭數鍘嬫斁瀆嶆暟 Auf=2銆傛樉鐒讹紝褰撹緭鍏俊鍙风殑棰戠巼杈冨免鏃讹紝鐢佃矶鐨勬斁瀆t綔鐢厶凡涓 嶇悊鎯炽?璋冭妭杈撳叆淇彿V鐨勯 鐜囷紝浣夸箣鍒喟埆涓?26 kHz锛?00 kHz锛? kHz銆傜敱铏氭嫙绀烘尝鍣厶緱鍒帮紝褰撹緭鍏俊鍙风殑棰戠巼涓? kHz鏃 讹紝杈撳叆杈撳嚭淇彿錫岄 錫岀浉锛屼笖杈撳叆淇彿鐨勫箙鍊肩害涓?
8、V锛岃緭鍑轰 俊鍙风殑骞呭肩害涓? V锛屽嵆Auf=2锛屼笌鐞嗚 璁$畻鐩稿惢錫堛傝岃緭鍏俊 鍙风殑棰戠巼涓?00 kHz鏃讹紝Auf≈2銆傚綋杈撳叆淇彿鐨勯 鐜困负126 kHz鏃 讹紝杈撳叆淇彿鐨勫箙鍊肩害涓?98 mV锛岃緭鍑轰俊鍙风殑骞呭肩害涓?锛?69 V锛屾 鏃讹紝璇存槑3 dB鎴 棰戠巼fc鎺壬繎126 kHz銆備篃鍙 互鐢丨灛鎬佸垎鏋愭硶瑙傚 療杈撳叆杈撳嚭娉舰銆?锛?娴嬭瘯骞咃紡鐩哥壒鎬x瓑鐗瑰緛鍙傞噺3锛?锛?鐢儿尝鐗 瑰浘绀轰华娴嬭瘯棰戠巼鐗规? 鍦厶浘3鎵绀虹殑鐢佃矶涓 紝鍙 互鐢儿尝鐗瑰浘 绀轰华瑙傚療鐢佃矶鐨勫箙锛忕浉鐗规c備粠浠跨湡寰楀垠鐨勫箙棰戠壒鎬
9、巾洸绾夸腑 鍙 互鐪嬪垠锛岄氬甫鐨勫 鏁板潗鏍困负6锛?2 dB锛屽 搴旂殑鐢靛帇鏀惧免鍊嶆暟 Auf=2锛屼笖杈撳叆杈撳嚭錫岄 錫岀浉銆傚 鏁板潗鏍囧噺鍘? dB鍗虫槸瀵瑰簲鐨? dB 璁捐 涓绉嶅帇鎺x數鍘嬫簪鍨嬩簩闃舵湁婧愪綆閫氭护娉數璺紝骞跺埄鐢/ultisimlO浠跨湡杞 欢瀵圭數璺 殑棰戠巼鐗规c佺壒寰佸弬閲忕瓑杩涜 浜嗕豢鐪 赠垎鏋愶紝浠跨湡缁撴灉涓庣悊璁鸿璁竴鑷达紝涓烘湁婧愭护娉櫒鐨勭數璺璁。C彁渚涗簡EDA鎵嬫 鍛屼緷鎹 傚另閿 瘝浜岄樁鏈夋簪浣庨氭护娉櫒锛涚數璺璁口嚜鍔厶寲锛涗豢鐪赠垎鏋愶紱MultisimlO婊尝鍣儿槸涓绉嶄娇鐢尢俊鍙烽氳繃鑰屽悓鏃舵姂鍒舵棤鐢口鐜困俊鍙风
10、殑鐢靛瓙瑁呯疆锛屽湪淇C伅瀆勭悊銆佹暟鎹紶閫佸拰鎶戝埗骞叉壈绛夎嚜鍔儿帶鍒躲侀氫俊鍙婂叾瀹幕數瀛愮郴缁熶腑搴旂敤骞 挎硾銆傛护娉 竴鑸 彲鍒嗕负鏈夋簪婊尝鍛屾棤婧愭护娉 紝鏈夋簪婊尝鍙 互浣垮 箙棰戠壒鎬巾瘮杈冮櫋宄 紝鑰屾棤婧愭护娉 璁$畝鍗曟槗琛岋紝浣喟箙棰戠壒鎬m笉 濡傛湁婧愭护娉櫒锛岃屼笖浣撶H杈冨免銆備粠婊尝鍣口樁鏁板彲鍒嗕负涓闃跺拰 楂橀樁锛岄樁鏁拌秺楂橈紝骞呴 鐗规口秺闄抄銆傞珮闃舵护娉櫒閫氬父鍙 敱涓 闃跺拰浜岄樁婊尝鍣丨骇鑱旇屾垚銆傞噰鐢口泦鎴愯繍鏀炬瀯鎴愮殑RC鏈夋簪婊尝 鍣厶叿鏈夎緭鍏樆鎶楅珮锛岃緭鍑洪樆鎶椾綆锛屽彲鎻愪緵涓瀹氬 鐩娩紝鎴 棰戠 巼鍙 皟绛夌壒鐐广傚帇鎺x
11、數鍘嬫簪鍨嬩簩闃朵綆閫氭护娉數璺 槸鏈夋簪婊尝鐢 佃矶鐨勯噸瑕佷竴绉嶏紝閫傚悎浣滀负瀆氱骇鏀惧免鍣丨殑绾U仈銆傛湰鏂困牴鎹 疄闄呰姹傝 璁竴绉嶅帇鎺x數鍘嬫簪鍨嬩簩闃舵湁婧愪綆閫氭护娉數璺 紝閲囩敤EDA浠 跨湡杞 欢MultisimlO瀵瑰帇鎺x數鍘嬫簪鍨嬩簩闃舵湁婧愪綆閫氭护娉數璺 繘琛屼 豢鐪赠垎鏋愩佽皟璇囉紝浠庤屽疄鐜扮數璺 殑浼樺寲璁捐 銆?璁捐 鍒嗘瀽1锛? 浜岄樁鏈夋簪婊尝鍣丨殑鍏稿瀷缁撴瀯浜岄樁鏈夋簪婊尝鍣丨殑鍏稿瀷缁撴瀯銆傚叾涓 紝Y1锝瀁5涓哄 绾筹紝鑰冭檻鍒癠P=UN锛屾牴鎹甂CL鍙 眰寰?寮?1)鏄簩闃跺帇鎺x數鍘嬫簪婊尝鍣尢紶閫掑嚱鏁扮殑涓鑸杈惧紡锛屽紡涓紝Auf=1
12、+Rf锛廟6銆傚彧瑕侀傚綋閫夋嫨Yi锛?≤i≤5锛屽氨鍙 互鏋勬垚浣庨氥 侀珮閫氥佸甫閫氱瓑鏈夋簪婊尝鍣匚 ?锛?浜岄樁鏈夋簪浣庨氭护娉櫒鐗规 垎鏋? 璁綴1=1锛廟1锛孻2=sC1锛孻3=0锛孻4=1锛廟2锛孻5=sC2锛屽曉鍏朵唬鍏工紡(1)涓 紝寰楀垠鍘嬫帶鐢靛帇婧愬瀷浜岄樁鏈夋簪浣庨氭护娉櫒鐨勪紶閫掑嚱鏁颁 负寮?2)涓轰簩闃朵綆閫氭护娉櫒浼犻掑嚱鏁扮殑鍏稿瀷琛具揪寮忋傚叾涓 紝ωn涓虹壒寰佽 棰戠巼锛孮绉颁负绛夋晥鍝佽川鍥狗暟銆?2浜岄樁鏈夋簪浣庨氭护娉櫒鐨勮 璁?锛?璁捐 瑕佹眰 璁捐 涓涓 帇鎺x 數鍘嬫簪鍨嬩簩闃舵湁婧愪綆閫氭护娉數璺紝瑕佹眰閫氬甫鎴棰戠
13、巼fo=100 kHz锛岀瓑鏁蝸搧璐厶洜鏁癚=1锛岃瘯纭畾鐢佃矶涓湁鍏冲厓浠剁殑鍙傛暟鍊笺?锛?閫 夋嫨杩愭斁璁捐瑕佹眰鐨勬埅姝鐜囱緝楂橈紝鍥狗瑕佹眰杩愭斁鐨勯甯緝瀹斤紝閫夌敤閫氶 甯緝瀹界殑杩愭斁锛屾湰渚嬮夌敤杩愭斁3554AM锛屽甫瀹戒负19 MHz锛岄傚悎鐢尢簬娉舰鍙戠敓鐢佃矶銆佽剦鍐叉斁瀆x數璺 瓑銆傝緭鍑虹數娴侊紝 杈惧垠100 mA锛岀簿搴珮锛屾弧瓒宠璁Q姹傘?锛?鐢佃矶璁捐涓鸿璁。C柟渚块夂彇R1=R2=R锛孋1=C2=C锛屽挞閫氬甫鎴棰戠巼涓哄彲棣栧厛閫夂畾鐢靛C=1 000 pF锛岃 绠楀緱R≈1锛?9 k&0mega;锛岄塕=1锛? k&0mega;銆? 绛夋晥
14、 鍝佽川鍥狗暟锛屽挞RF=R6銆備负浣块泦鎴愯繍鏀句袱涓 緭鍏m 瀵瑰湴鐨勭數闃诲钩琛 紝搴斾娇R6/RF=2R=3.2k&0mega;锛屽挞R6=RF=6.4k&0mega;锛岄塕6二RF=6锛? k&0mega; 銆?锛?鐞嗚 璁$畻 鏍规嵁瀹為檯閫夋嫨鐨勫厓浠跺弬鏁伴噸鏂拌 绠楁护娉數璺殑鐗瑰緛鍙傞噺銆?寮?2 )涓 紝浠=jω锛屽緱鍒颁簩闃朵綆閫氭护娉數璺殑棰戠巼鐗规丁负閫氬甫鎴棰戠巼fo涓? dB鎴 棰戠巼化璁$畻濡備笅瀹為檯璁捐鐨勪簩闃舵湁婧愪綆閫氭护娉數璺紝銆? 3Multisim鍒嗘瀽3锛?鐢具櫄鎷熺于娉櫒瑙傚療杈撳叆杈撳嚭娉舰Multisim鐜涓嬶紝鍒涘缓鐨勪簩闃
15、舵湁婧愪綆閫氭护娉櫒鐨勪豢鐪熺數璺紝錫姩浠跨湡镌夐挳 锛岀敤铏氭嫙绀烘尝鍣儿祴寰楃殑杈撳叆杈撳嚭娉舰锛屻傚彲浠m湅鍑猴紝杈撳嚭淇 彿鐨勯 鐜困笌杈撳叆淇彿涓鑷达紝杈撳嚭淇彿涓庤緭鍏俊鍙峰悓棰或笉錫岀浉锛 岃鏄庝簩闃朵綆閫氭护娉數璺笉浼氭敼鍙樹俊鍙风殑棰戠巼銆備粠鍥?涓彲浠m湅 鍑猴紝褰撹緭鍏俊鍙风殑棰戠巼杈冨免(渚嬪 200 kHz)鏃讹紝杈撳嚭淇彿鐨勫箙鍊兼 槑鏄惧曜浜庤緭鍏俊鍙风殑骞呭殓紝鑰屼綆棰戛儏鍐典笅鐨勭數鍘嬫斁瀆嶆暟 Auf=2銆傛樉鐒讹紝褰撹緭鍏俊鍙风殑棰戠巼杈冨免鏃讹紝鐢佃矶鐨勬斁瀆t綔鐢厶凡涓 嶇悊鎯炽?璋冭妭杈撳叆淇彿V鐨勯 鐜囷紝浣夸箣鍒喟埆涓?26 kHz锛?00 kH
16、z锛? kHz銆傜敱铏氭嫙绀烘尝鍣厶緱鍒帮紝褰撹緭鍏俊鍙风殑棰戠巼涓? kHz鏃 讹紝杈撳叆杈撳嚭淇彿錫岄 錫岀浉锛屼笖杈撳叆淇彿鐨勫箙鍊肩害涓? V锛岃緭鍑轰 俊鍙风殑骞呭肩害涓? V锛屽嵆Auf=2锛屼笌鐞嗚 璁$畻鐩稿惢錫堛傝岃緭鍏俊 鍙风殑棰戠巼涓?00 kHz鏃讹紝Auf≈2銆傚綋杈撳叆淇彿鐨勯 鐜困负126 kHz鏃 讹紝杈撳叆淇彿鐨勫箙鍊肩害涓?98 mV锛岃緭鍑轰俊鍙风殑骞呭肩害涓?锛?69 V锛屾 鏃讹紝璇存槑3 dB鎴 棰戠巼fc鎺壬繎126 kHz銆備篃鍙 互鐢丨灛鎬佸垎鏋愭硶瑙傚 療杈撳叆杈撳嚭娉舰銆?锛?娴嬭瘯骞咃紡鐩哥壒鎬x瓑鐗瑰緛鍙傞噺3锛?锛?鐢儿尝
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