[参考译文] OPA2244：二阶 Sallen-Key 巴特沃斯低通滤波器

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https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/966060/opa2244-2nd-order-sallen-key-butterworth-lowpass-filter

器件型号：OPA2244
主题中讨论的其他器件：TINA-TI、

尊敬的所有人：

我正在测试二阶 Sallen-Key 巴特沃斯低通滤波器。第一种配置设置为具有500Hz 截止频率。 TINA-TI 仿真和实践测试可提供一致的结果：

交流仿真显示在500Hz 时具有-3dB 衰减
瞬态仿真：在500Hz 频率下、Vin = 6V pkpk 输入时、输出为4.19V pkpk。 (仿真文件 AAF_500Hz_tr.tsc)。
测试台：500Hz 时、Vin = 6V pkpk 输入时、输出为4.2V pkpk。

然后、我更新了电阻器和电容器值、使其具有125Hz 的截止频率。

交流仿真显示 125Hz 时的衰减为-3dB
瞬态仿真：125Hz 时 Vin = 6V pkpk 输入时的4.19V pkpk 输出(仿真文件 AAF_125Hz_tsc)
测试台：在125Hz 频率下、Vin = 6V pkpk 输入时、输出为3.52V pkpk (同一测试板)。

我不理解125Hz 配置在实践中为什么会有额外的衰减。是否有人遇到过类似问题？如果有任何建议，将不胜感激。谢谢你。

此致、

Benoît μ A

e2e.ti.com/.../AAF_5F00_125Hz.TSC

e2e.ti.com/.../AAF_5F00_500Hz.TSC

5 年多前

0 admin 5 年多前

TI__Guru**** 2553450 points

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您好、Benoit、

您使用的电阻器和电容器容差是多少？在仿真中、组件值是理想的、但在工作台上电容器上的容差可能会达到10%或更低、这将影响截止频率。

您是否测量了电路的输入信号以确保其实际为您所期望的6Vpp？

您能否将输入信号频率降低到10Hz 或滤波器平坦区域中的较低频率、然后增加频率、直至幅度开始减小？这将有助于确定电路开始滚降的位置。

最后、您是否有增益/相位分析器可用于查看电路的频率增益？

谢谢、

Tim Claycomb

0 admin 5 年多前

TI__Guru**** 2553450 points

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Tim、您好！

感谢您的回复。请在下面查找我的意见：

« 您使用的电阻器和电容器的容差是多少？ » 我使用的是1%电阻器和10%电阻器。电容器。如果我使用了正确的公式、考虑到容差、衰减应在[0.628 ；0.794]范围内。实际衰减约为0.587。不确定是否有用、但我今天早些时候订购了容差较低的电容器。

« 您是否测量到电路的输入信号以确保其实际为您所期望的6Vpp？ » 是的、在进行输出测量之前、我通过调整信号发生器 pkpk 输出来确保输入为6Vpkpk。在16个样本取平均值采集模式下、使用示波器测量 Vin 来检查注入信号。

“您能否将输入信号频率降低到10Hz 或滤波器平坦区域的较低频率，然后增加频率，直到振幅开始下降？这将有助于确定电路开始滚降的位置。” 感谢您的建议。我还没有做过这项测试。我一进入实验、就会返回到您那里。

“最后，您是否有增益/相位分析器，您可以使用它来查看电路的增益随频率变化的情况？” 遗憾的是、以前的测试不应该为我们提供有价值的信息。

此致、

Benoît μ A、

0 admin 5 年多前

TI__Guru**** 2553450 points

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您好、Benoit、

我期待看到结果。祝您好运！

-Tim

0 admin 5 年多前

TI__Guru**** 2553450 points

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您好、Benoit、

通过使用"选择控制对象"方法、您可以轻松地仿真 TINA-TI 中滤波组件的制造公差的影响：

e2e.ti.com/.../benoit_5F00_opa2244.TSC

另外请注意、一些陶瓷电介质材料不太适合有源滤波电路、因为它们的电容在很大程度上取决于施加的电压：

因此、仅使用1类陶瓷电容器(NP0)。另一种选择是使用良好的塑料薄膜电容器(PS、PP 等)。

顺便说一下、我不会在这里采用+/-10%容限、而是仅采用+/-5%甚至更高的容限。甚至+/-0.1%的容差电阻器现在也很容易买到:-)

Kai

0 admin 5 年多前

TI__Guru**** 2553450 points

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您好 Tim、Kai

Kai 感谢您的回答。我不熟悉电容电介质，您的回答会有所帮助。今天我还将详细介绍“选择控制对象”方法。谢谢。

Tim、我在 Excel 文件中附加了收集的数据。

第一个表是使用 X7R 10%电容器为 C1和 C2 (电阻器为1%)的默认配置。此表显示了大约111,7Hz 的 FC。考虑到组件容差、计算出的 FC 范围应为[112.52；140.30] Hz。实验结果略低于此范围，但在 Kai 的仿真结果范围内。我将查看我的 Excel 工作表。
我尚未收到所有组件、但仅收到82nF COG 5%电容器(C2)。第二个表显示了与仿真和计算数据更一致的结果。

更进一步地说，实验室测量和 Kai 的回答似乎我没有 OPA2244问题.... 但我必须在生产中记录电容器电介质和安全电容器规格。再次感谢您的宝贵时间和建议。

此致、

Benoît μ A

e2e.ti.com/.../data.xlsx

0 admin 5 年多前

TI__Guru**** 2553450 points

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您好、Benoit、

我很高兴听到您正在为解决该问题而努力。如果您的设计需要任何其他支持、请告知我们。

谢谢、

Tim Claycomb

0 admin 5 年多前

TI__Guru**** 2553450 points

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大家好、Benoit、我在这个主题上也有过类似的讨论。每年、更高精度的 C0G (NPO)电介质 MLCC 电容器的成本会降低到更高的值。一旦你开始以甚至5%的 C 运行 Monte-Carlo、结果就会令人失望。对于任何可能需要更高 Q 级的有源滤波器设计、目前我基本上默认使用2%电容器和0.5% R。一个重要的问题是低成本的问题在 E24和 E96的步骤中、但精度更高-这会成为标准值 FIT 优化问题、但这里只是一个购买点。

如果您关心标称和过热滤波器精度、C0G (也称为 NPO)电介质具有最佳温度系数、并且2%的体积低于.06、似乎每个值都在47nF 以下(今天、随着时间的推移、值范围将增大)。