[参考译文] TLC2252：TLC2252滤波器设计工具

您好、Vladimir、

TLC2255是一款功耗极低的运算放大器、不喜欢太低阻抗 Sallen-Key 滤波器。 请参阅高频下频率响应的衰减：

因此、一种补救方法是选择更高的阻抗反馈组件：

使用更方便组件的滤波器可能如下所示：

或者：

大幅增加阻抗将进一步改善高频行为：

e2e.ti.com/.../vladimir_5F00_tlc2252.TSC

Kai

尊敬的 Kai：谢谢！

请报告、您用于滤波器计算的程序是什么？ 以便我可以更改电容器的值以获得方便的值。

TIA

Vladimir Naumenkov

您好、Vladimir、

我用我的头:-)

此仿真是在 TINA-TI 的帮助下完成的。

Kai

尊敬的 Kai：

感谢您的解释和仿真。  

您好、Vladimir、  

如果您需要更多助手、请告知我们。

最棒的

Raymond

您好、Vladimir、

Kai 报告的 Sallen Key (SK)低通增益折返主要是由于运算放大器的开环增益(AOL)降低、以及随着频率的增加而增大开环输出阻抗(Zo)。 对于 TLC2252等极低工作电流(IQ)运算放大器而言、折返特性往往更为明显、因为它们通常表现为低带宽和更高(有时也很复杂)的 Zo (跨频率)。 折返通常可以通过使用带宽更高的运算放大器推送到更高的频率、该运算放大器通常具有较低的 Zol、但代价是 Iq 更高。 此外、按照 Kai 的建议调节电阻器和电容器可改善 SK 的滤波器响应、从而轻松实现改进。

如果您的电路能够承受更高的 IQ、TI 的现代运算放大器具有宽带宽、低噪声和跨频率 Zo 较低的特性-所有这些特性都将改善 Sallen-Key 的低通响应与频率间的关系。 例如、OPA320和较低电流 OPA325是两款现代5V CMOS 运算放大器、我推荐使用。 我使用 OPA325代替 TLC2252来重新模拟 Sallen Key 低通滤波器、下面的图中可以明显看出响应改善。 此外、我在仿真中还包括了电阻器按比例增大10倍、电容器按比例减小10倍的情况。

OPA325的折返直到大约61.7kHz 才会发生、1x 组件的衰减为-72dB。 折返频率增加到大约135kHz、对于10个组件、衰减为-85.5dB。 我希望、使用具有更宽带宽、更低且更平坦的 Zo (跨频率)的更高电流 OPA320可以进一步改善这种情况。

请注意、多反馈(MFB)表现出比 Sallen Key 更好的折返行为。 如果您需要使用低电流运算放大器、例如 TLC2252、则 MFB 的响应会有所改善。 如果您需要更高的电源电压、有许多运算放大器可以满足这一要求。

此致、Thomas

精密放大器应用工程

e2e.ti.com/.../OPA325_5F00_SK_5F00_LP_5F00_01.TSC

尊敬的 Tamara、尊敬的 Kai、您好的 Raymond、 您好的 Thomas！

谢谢你。

实际上、一切都比较复杂。  

我需要1873Hz 的带通滤波器。 我手动计算了-3dB 频带200Hz 下的 MFB 滤波器。 这是一个“MFB 滤波器1”电路。 我需要接收具有相位操作的信号(相移键控信号- BPSK)。 我在 TINA-TI 中绘制了一个可生成 BPSK 信号的电路、请参阅附件。 我设置 Filter 1 Quality Q= 10的大小。

滤波器1之后的信号具有以下形式：相位变化一段时间后、发生了不良的振荡过程。 它是接收器正常工作的关键-我们无法正确定义相位变化的时刻。 如果您使用示波器查看输出信号、可以清楚地看到这一点。

然后，我更改了滤波器的参数，显著增加了通带(大约增加到1500Hz 甚至更高)，并设置了滤波器质量 Q = 1，请参阅“MFB 滤波器2”电路。 然后、一个相位的改变过程开始时不会产生不必要的生成。 这种形式的信号适合我们、但此处的滤波器2已经不再是正常的滤波器！  因此、我尝试将低通滤波器和高通滤波器串联在一起。  请参阅"低通2200加高通130.TSC"。 使用此类滤波 器时、相位变化时也不会产生不必要的生成、但此类滤波器的带宽也很大。

问题：是否可以避免相位变化时的长振荡过程、从而不增加滤波器的强通带？  

TIA

此致

Vladimir Naumenkov

白俄罗斯明斯克

e2e.ti.com/.../Low_2D00_pass-2200-plus-high_2D00_pass-1300.TSCe2e.ti.com/.../Low_2D00_pass-2200-plus-high_2D00_pass-1300_5F00_BPSK.TSCe2e.ti.com/.../MFB-filter-1_5F00_BPSK.TSCe2e.ti.com/.../MFB-filter-2_5F00_BPSK.TSCe2e.ti.com/.../MFB_5F00_Filter-1.TSCe2e.ti.com/.../MFB_5F00_Filter-2.TSC

您好、Vladimir、

窄带通滤波器通常与 SK 或 MFB 带通拓扑合成；尤其是当电路具有相对较高的 Q 时、您首先提到的 Q 为10。 然而、当 Q 值非常低(例如 A Q=1)时、带通滤波器通常使用级联低通和高通滤波器合成、正如您在 TINA 原理图中所做的那样。 通过滤波器的相移行为是带通 Q 的函数、滤波器响应的类型是针对巴特沃斯、切比雪夫、贝塞尔等设计的 每个滤波器响应类型都有其独特的振幅、相位和延迟特性。 通常、截止频率附近的阻带衰减越激进、该频率范围内发生的相位变化就越激进。  

与巴特沃斯型和切比雪夫型相比、贝塞尔型和高斯型响应滤波器具有更多的线性相位变化与频率特性。 因此、当合成有源滤波器时、无论是带通拓扑还是低通/高通拓扑、请尝试使用其中一个线性相位响应选项。 您可能会发现一个折衷方案可满足您的应用所需的带通带宽和相位变化。

孩子们玩得很开心的好照片！

此致、Thomas

精密放大器应用工程

尊敬的 Thomas、谢谢。

这是我仍然无法理解的。 采用电路"MFB 滤波器2"、请参见"连接"。 在 TINA 的示波器上、您可以看到输出信号位于输入信号之前。 这是怎么做的？ 我甚至在 LTSPICE 中仿真了该电路、它们都是一样的！ 请参阅"图1"-蓝色线迹表示 OUT 信号。 在0至0.7ms 的范围内、这是显而易见的。 或者它看起来是这样吗？  

此致、

Vladimir Naumenkov

白俄罗斯明斯克

e2e.ti.com/.../3482.Figure-1.docx

e2e.ti.com/.../7875.MFB-filter-2_5F00_BPSK.TSC

您好、Vladimir、

这是另一个无源滤波器基准。 这就是电力线通信在具有四阶无源 BPF 的应用中的使用方式、这通常在更高的频率下完成。 在较低的滤波频率下、滤波器电路可能没有显著的优势。  

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/afe031.pdf?ts=1598380651211&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Fproduct%252FAFE031

是 BPF 的仿真。  

/cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/14/4th-order-Band-Pass-Filter-01242020.TSC

最棒的

Raymond

您好、Vladmir、

四阶带通滤波器的精度不如有源滤波器、因为 LC 的容差对于现成组件来说相当大、除非您愿意针对给定频率自行微调值。  

通常、我使用第29页上的方程式至近似值 然后、我将改变阻尼电阻器值、以消除 Q 并将 BW 缩小到我的设计规格。 根据您的滤波器设计要求、f1=1575Hz、f2=2025Hz、滤波器特性阻抗约为 sqrt (L1/C2)=sqrt (1.5mH/1.5nf)=1kOhm (您可以更改为您的应用所要求的值)。  

对于您的滤波器设计、C1 = 101nf、 C2 = 78.6nf、L1 = 77.6mH 和 L2 = 101.1mH、图32右侧的电容器 C 用于匹配 Rx 接收器的阻抗。 这是我在将上述值输入仿真后得到的结果。  

滤波器接近您想要的值后、您可以开始围绕仿真进行调整、并优化 LCR 参数以满足设计要求。   

封装是上述滤波器的仿真。  

/cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/14/4th-order-Band-Pass-Filter-08262020.TSC

如果您有任何疑问、请告知我们。  

最棒的

Raymond

尊敬的 Kai、谢谢

此致、

Vladimir Naumenkov

白俄罗斯明斯克