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大家好、
现在、我正在尝试基于全差动运算放大器 opa1637设计 LPF。 此外、LPF 需要0.2V/V 衰减和100k Ω 输入阻抗。 但是 、滤波器设计工具似乎不支持全差动运算放大器。是否有任何建议?
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您好、JimmyLee、
TI 的滤波器设计器目前不支持全差分(FDA)滤波器或低于1V/V 的增益、因此滤波器设计器不能满足您的需求。 还有其他滤波器程序可以合成 FDA 有源滤波器、其中一个可以使用。
多反馈(MFB)低通滤波器拓扑可设置为增益小于1V/V、并可进行更改以适应差分输入。 我在 TI 的2009年第三季度模拟应用期刊 Pgs 中介绍了如何将单端输入 MFB 转换为差动输入 MFB。 33 - 38这里是文章的链接:
http://www.ti.com/lit/an/slyt337/slyt337.pdf
如果您知道低通截止频率、滤波器响应(如巴特沃斯型最大平坦响应)和所需的滤波器阶数(通常为二阶)、我应该能够帮助您设计一个使用 OPA1637音频 FDA 运算放大器的有源低通滤波器。
此致、Thomas
精密放大器应用工程
您好、JimmyLee、
带通纹波将仅与巴特沃斯滤波器产生的纹波一样好、并且它会产生各种滤波器响应类型最平坦的通带响应。 如果我正确解读您的规格、低截止频率将为20Hz、纹波为0.1dB。 低于该频率时、衰减会增加。 然后、在高端上、截止频率为90kHz、纹波为1dB、衰减将增加到超过此值。 使用通用 MFB 拓扑实现此响应将会出现问题、这对于实用的差分滤波器设计而言是必需的。
截止频率下限需要指定为-1dB 或-3dB 等数值。 0.1dB 不切实际。 在较高频率端、MFB 响应开始偏离理想值、在90kHz 时产生1dB 纹波。 9.2MHz 的 OPA1637增益带宽略低于所需带宽。 如果可能、实际需要-3dB 滤波器指定的截止频率。
此致、Thomas
精密放大器应用工程
很抱歉、我可能误导了您。 实际上、我需要两个具有相同 通带纹波 ±0.1dB 和不同增益的 LPFS。 第一个需要 1V/v (0dB)增益、频率响应如上所示、第二个需要 0.2V/V(-13.98dB)增益、因此频率响应应如下所示:
20~20 kHz、小于-13.98±0.1dB;
20~45 kHz、小于-13.98±0.5dB;
20~90 kHz、小于-13.98±1dB。
根据我 的具有单输入 单输出的 FilterPro 仿真,截止频率(-3dB)约为140Khz,我不确定该数据 是否同样适用于滤波器- 13.98dB 增益。
您好、JimmyLee、
当我考虑每个高端频率的纹波时、实际上可以实现的就是20kHz 时具有0.1dB 最大纹波的滤波器、90kHz 时为1dB、但不能两者兼而有之。 因此、在20kHz 时可指定0.1dB、然后在45kHz 和90kHz 时衰减将大得多。 或者、滤波器设计为 在90kHz 的整个通带内为0.1dB、然后衰减将增加到超过该顶部
当我回顾所有要求100k 输入电阻、全差分输入/输出、20kHz 时的最大纹波为0.1dB、45kHz 时为0.5dB、90kHz 时为1dB 时、我找不到能够 同时支持所有这些要求的有源滤波器拓扑。 OPA1637没有足够高的增益带宽、无法在 频率范围的高端支持0.1 dB 的纹波响应、使用 全差分 低通滤波器所需的 MFB 拓扑。
如果可以 放宽对滤波器的要求、则可能有一个合理的解决方案。 但实际上、OPA1637和通用 MFB 拓扑似乎无法满足所有响应要求。
此致、Thomas
精密放大器应用工程
您好、JimmyLee、
我已经研究了您的滤波器要求、并合成了四个 利用 OPA1673 FDA 的独立低通滤波器。 有两种20kHz 0.1dB 切比雪夫型设计的增益分别为0.2V/V 和1V/V 和两个90kHz 1.0dB 切比雪夫型设计的增益也为0.2V/V 和1V/V 仿真结果如下所示。 请注意、由于 OPA1637处于预览模式、因此我们没有已发布的仿真模型可用。 我在仿真中使用了类似的 FDA 模型 THP201。 其模型尚未最终确定、但可用于演示有源滤波器响应。
请记住、无源组件容差差异、运算放大器差异和电路寄生效应可能会在一定程度上改变响应。
此致、Thomas
精密放大器应用工程
您好、JimmyLee、
目前的问题是、在对滤波器进行合成之前、只有如此多的自由度才能降低影响。 将输入电阻器 R1设置 为100千欧的问题是电容器 C1和 C2的值变得越来越小、尤其是90kHz 滤波器中的 C1。 C1变为小于10pF、然后运算放大器的输入电容和电路杂散电容开始改变滤波器响应。
我对滤波器进行了重新合成、以便在每种情况下输入电阻为100千欧、然后结合其他 R 和 C 值、分别在90kHz 和20kHz 时提供0.1和1dB 切比雪夫响应。 由于我提到的电容问题、实际结果可能略有不同。 得出的滤波器如下所示。
请注意、即使输入电阻器已设置为100千欧、 但有源滤波器的输入阻抗会随频率变化。 这就是包含多反馈(MFB)拓扑的 RC 输入有源滤波器的特性。
请注意、如果您确实决定在实际设计中使用 LME49724而不是 OPA1637、 则 LME49724由不同的 TI 业务部门提供支持、他们将提供任何支持。
此致、Thomas
精密放大器应用工程
20kHz
90kHz