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[参考译文] LM7301:多反馈带通滤波器-共振增益低

Guru**** 2378650 points
Other Parts Discussed in Thread: LM7301
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/579453/lm7301-multiple-feedback-bandpass-filter---low-resonant-gain

部件号:LM7301

下午好! 我正在尝试使用多反馈拓扑来植入带通滤波器,fo = 19khz,q=20,共振增益= 40 dB:

使用滤波器设计工具模拟理论电路,上面是交流电量级响应。

我使用1.2V的直流电源作为参考电压,我将ADA4661-2 (GBW为 4 MHz)替换 为GBW也为4 MHz的TI LM7301。 我使用了1 % 电容器和5 % 容差电阻器。 我用TI TINA模拟电路,并获得了一 个1V pp输出,输入电压为10mV pp,输入电压为19khz。 此TI TINA模拟可呈现100x增益(与上述理论结果相同)。

但是,当我在试验电路板上植入上述精确电路并在 输入上使用函数发生器强制10mV pp,19khz时,  我在输出上只得到200mV pp示波器读数。 如果我将频率从1kHz扫描到30kHz,我确实看到了 我期望的带通频率响应。

我的主要问题是,什么会导致共振频率增益比模拟和理论结果低得多? 我认为TI TINA已经补偿了GBW不足的情况,但我不相信它是这样的。 有什么想法?

此致,

乔治

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    您好,George,
    您的附件未通过。 请尝试重新连接它们吗?

    此致,
    Hooman
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    e2e.ti.com/.../Doc1.docx 

    我似乎对附件功能有问题。 我附上了一个文字文件,其中包含模拟电路图和结果

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    您好,George,

    我想你已经在头上打了指甲。 在这样一个高增益(A0=-100 V/V)和相对较高的上截止频率(FH=LM7301的19.5 kHz)下,您最好选择一个运算放大器,其单位增益带宽为UGBW>100*FH*|A0|=100*1.95万*100=195MHz,这与LM7301的规格相差甚远。 当我为您在FilterPro中的要求设计MFB BP过滤器时,我甚至被推荐为3.8GHz的UGBW。
    此外,我认为您的电路可能有一个错误的Q因子。 这可以通过在TINA中对电路进行交流模拟或通过手工计算来验证。 我建议您选择电容值至少为1nF,然后选择其他电阻器

    R1=2Q/(W0*C)
    r2=r1/(2*|A0|)
    R3=|A0|*R1/(2*Q^2-|A0|)

    最后,如果您希望偏置CMV以适应负输入信号,并且您的主板上有2.5V电源,我会尝试将其直接连接到同相输入。 运算放大器中的16.5 .1.2 部分 是一个很好的参考,除了逐步设计过程之外,它还将为您提供大量实用的建议。

    希望这有所帮助。 祝您的设计好运。

    祝你一切顺利,

    Gustaf

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    您好,Gustaf,


    感谢您的见解! 明确了解此类筛选器的要求非常有用。 我不知道FilterPro的GBW要求是否夸大了。 我通常得到一个GBW,这太高了,在实践中,当我用FilterPro进行模拟时,难以实现

    为什么UGBW需要使用FH和A0的附加100乘法因子? 我很奇怪为何这种差异不会反映在TINA中:

    如果我要使用FilterPro准则,我就不能用这个运算放大器做一个Q 2和增益0的过滤器。

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    您好,Gustaf和George,

    George;我很想知道ADA4661-2的工作台测试是否产生了比LM7301工作台更高的输出摆幅? 对我来说,这种情况不应该发生,两台设备的行为也应该相似。

    此致,

    Hooman

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    我希望我能说Hooman。 我没有尝试使用ADA4661-2。 我假设我会获得类似的结果,因为它们都有相似的规格。 正如您所设想的那样。

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    你好,Hooman和George

    设备的TINA模型可能不完整,这会导致错误结果(这是推测)。

    要进一步说明为什么需要高UGBW,它必须与密码中的增益错误有关。 大多数滤波器传输功能基于具有无限开环增益的理想运算放大器模型AOL。 实际上,AOL的电极大约为1-10Hz,这会导致开环增益随频率降低。 考虑到这一点后,将在滤波器传输函数的分母中显示额外的二阶多项式,该分母乘以1/AOL。 如果此多项式在您的密码带中增长过大,增益将显著衰减。 虽然在这种情况下,我不会期望像您所需输出的1/5那样有这么大的衰减。

    此致,

    Gustaf
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    您好,Gustaf,

    我相信你是对的。 我将在具有200 MHz带宽的运算放大器的工作台上测试相同的电路,我还将测试具有两个阶段的电路并公布结果。

    感谢您的支持,
    乔治
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    我期待看到你的结果,George。

    此致,

    Gustaf