在設(shè)計(jì)Sallen-Key濾波器時(shí)，使用更少的元件數(shù)量、資金和電路板空間。使用固定增益放大器簡化帶通濾波器。

簡單的二階濾波器可滿足許多濾波要求。例如，低階低通濾波器通常足以實(shí)現(xiàn)ADC應(yīng)用中的抗混疊或消除音頻應(yīng)用中的高頻噪聲。同樣，低階高通濾波器可以輕松消除電源噪聲。設(shè)計(jì)具有內(nèi)置增益的此類濾波器時(shí)，固定增益運(yùn)算放大器可以節(jié)省空間、成本和時(shí)間。圖1顯示了固定增益運(yùn)算放大器在構(gòu)建二階低通和高通Sallen-Key濾波器中的應(yīng)用。過濾器“說明書”在設(shè)計(jì)這些濾波器時(shí)很有用，但是如果增益由R設(shè)置，則說明書過程通常會(huì)針對給定的響應(yīng)（例如巴特沃思）進(jìn)行分解F和 RG大于團(tuán)結(jié)。更重要的是，說明書中的元件值公式可能會(huì)產(chǎn)生不切實(shí)際的電容器和電阻值。

圖1.Sallen-Key濾波器使用固定增益運(yùn)算放大器來實(shí)現(xiàn)二階巴特沃茲響應(yīng)。

例如，巴特沃茲濾波器提供最平坦的通帶。它們還提供快速的初始衰減和合理的過沖。您可以使用下表和以下公式輕松設(shè)計(jì)此類過濾器：R2= 1/（2πfC√） 和 R1= XR2.

為了獲得濾波器響應(yīng)，使用固定增益運(yùn)算放大器可降低成本和元件數(shù)量。它還會(huì)降低靈敏度，因?yàn)閮?nèi)部工廠調(diào)整的精密增益設(shè)置電阻可提供0.1%的增益精度。要使用固定增益運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)二階巴特沃茲低通或高通濾波器，請執(zhí)行以下步驟：

確定轉(zhuǎn)角頻率fC.

為 C 選擇一個(gè)值。

對于所需的增益值，請?jiān)诒碇姓_的列標(biāo)題下找到 X。

計(jì)算 R1和 R2使用方程式。

選擇 C 然后求解 R1和 R2允許您通過選擇盡可能接近計(jì)算值的分量值來優(yōu)化濾波器響應(yīng)。對于大多數(shù)轉(zhuǎn)角頻率和增益，C 可以低于 1000pF。固定增益運(yùn)算放大器針對每個(gè)增益版本進(jìn)行了最佳補(bǔ)償，并為工作在高頻和高增益下的系統(tǒng)提供出色的增益帶寬產(chǎn)品。例如，假設(shè)您必須設(shè)計(jì)一個(gè)轉(zhuǎn)折頻率為24kHz、增益為10的低通濾波器。步驟 1 已完成 （fC= 24kHz）。接下來，通過選擇 C 的值（例如 470pF）來完成步驟 2。在表中，請注意，對于增益為10的低通濾波器，X = 0.076。在等式中替換這些值：

R2= 1/（2π fC√） = 1/（2π × 24kHz × 470pF × √ ） = 51kΩ，R1= XR2= 0.076 × 51kΩ = 3.9kΩ。

圖2.使用文本中的電路值，對圖1a中的電路進(jìn)行仿真會(huì)產(chǎn)生這種巴特沃茲響應(yīng)。

審核編輯：郭婷