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標題: 低通濾波器設(shè)計精華 sallen-key [打印本頁]

作者: maiti 時間: 2018-5-17 11:56
標題: 低通濾波器設(shè)計精華 sallen-key

sallen-key低通濾波器設(shè)計

一、實驗內(nèi)容：

實驗原理圖如下，

該電路的轉(zhuǎn)移函數(shù)推導(dǎo)如下：

對節(jié)點1和節(jié)點2列節(jié)點方程如下

由節(jié)點（2 )的方程得:

根據(jù)運算放大器同相端的關(guān)系有:

將上述關(guān)系代入節(jié)點（1）的方程得：

電路的轉(zhuǎn)移函數(shù)為：

傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)化為：

其中，

，

。

二、實驗?zāi)康模?/font>

設(shè)計一個ωp=104rad/S, Q=1/√2的Sallen-Key低通濾波器。并通過Pspice軟件觀測改變電阻和電容值觀察輸出波形的變化，討論電阻電容值的變化對濾波器性能的影響。初步了解濾波器的設(shè)計過程。

三、實驗過程：

利用正反饋結(jié)構(gòu)的RC網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)實現(xiàn)的Sallen-Key低通濾波器，電路組成如下圖所示。

電路參數(shù)關(guān)系如下：

設(shè)計一：為了減小元件的分散性，取R1=R2=R, C1=C2=C

取k=2 k=R3/R4+1 取R3=R4=10k ，C1=C2=1nF運行波形如下圖所示；

設(shè)計二：為了將電容的比值控制在一定的范圍內(nèi)，取R2=βR1, C2=αC1，取α=2，C2=αC1=0.02µF，當(dāng)k=3，β=3。求得R1=4.08k,R2=12K, R3=20k,R4=10k。

四、實驗結(jié)果分析：

首先對參數(shù)的靈敏度分析如下

由靈敏度分析可知，R1，R2，C1，C2對中心頻率

p影響是相同的，而R3，R4對中心頻率

p沒有影響，所有參數(shù)對Q值都有影響，所以可以通過改變R3，R4改變Q值。

參數(shù)掃描確定元件最適值：當(dāng)R2阻值變化范圍1-15k，變化量3k從圖像可觀測的較適R2值大約10k，參數(shù)掃描如圖所示。

可以通過同樣的方法，可得到較適R1大約取30k，較適C1、C2大約為1n，此時輸出波形的通頻帶較寬。此時仿真圖幅頻相頻圖如圖所示。

通過改變R3，R4的比值，可以改變Q值的目的，R3，R4的比值越大，k=1+ R3/R4越大，Q值越大，Q 值的變化影響輸出波形的變化。Q值越大選擇性越好，但通頻帶變窄，可根據(jù)實際要求選擇合適的Q值。

本實驗經(jīng)仿真驗證，當(dāng)R3/R4的比值在0到2的范圍內(nèi)變化時，幅頻、相頻特性比較理想，當(dāng)比值大于2時幅頻、相頻特性開始變壞，振蕩加強，最后波形嚴重失真。

由R1，R2，C1，C2對中心頻率

p的靈敏度是相同的，通過改變R1，R2，C1，C2的值，可以改變中心頻率，R1，R2，C1，C2取得值越大，中心頻率開始變小，并且當(dāng)C1，C2較大時波形出現(xiàn)失真，改變R1，R2，C1，C2的時，相應(yīng)的通頻帶也在發(fā)生變化。通過實驗可以驗證靈敏度的理論推導(dǎo)是正確的。

取上圖兩個頻點如下，

A(9.1648，14.327),B(21.544,1，1610)

可求得滾降為：

完整的Word格式文檔51黑下載地址：

Sallen-Key低通濾波器.doc (204 KB, 下載次數(shù): 132)

作者: maiti 時間: 2018-5-17 11:57
很好很好的一個參考資料

作者: weiguoquan422 時間: 2018-12-5 09:45
最近正需要，參考一下，謝謝樓主

作者: 江亞東 時間: 2019-7-4 15:38
謝謝樓主

作者: Sleepy 時間: 2019-7-31 18:52
終于找到詳細定值的了，查了好多都是交怎么算截止頻率的，謝謝樓主

作者: tjuliuj 時間: 2019-8-20 16:27
太牛了，分析的

作者: 九零后大將 時間: 2019-8-30 16:19
了解一下

作者: 雛尚 時間: 2019-8-31 23:51
非常不錯，謝謝分享！

作者: pointer 時間: 2019-11-19 11:01
求問，要想得到一個100HZ的截止頻率，R3B R4B R5B 該怎么求？

51hei圖片20191112094341.png (28.96 KB, 下載次數(shù): 486)

作者: livecf 時間: 2020-1-29 22:56
感謝樓主

作者: tieq1952 時間: 2020-2-2 07:30
謝謝分享！！！

作者: cyhu0215 時間: 2020-4-22 10:44
學(xué)習(xí)了，真的受教了。

作者: 都市郎 時間: 2020-4-24 04:24
這資料不好，理論說得像天書。我以前看過一本英國人寫的濾波器設(shè)計書，被翻譯成中文版，說得通俗易懂非常實用！發(fā)現(xiàn)電子類教科書，曰本、歐美，英國等寫得通俗易懂非常好理解，只有中國人寫的書看不懂，寫一半留一半都是保密的。

作者: silverpuma 時間: 2020-8-11 20:21
寫得非常好，公式推導(dǎo)無誤，很實用

作者: duyingh 時間: 2021-10-8 17:53

都市郎發(fā)表于 2020-4-24 04:24
這資料不好，理論說得像天書。我以前看過一本英國人寫的濾波器設(shè)計書，被翻譯成中文版，說得通俗易懂非常實 ...

不是寫一半留一半，自古文章一大抄，這抄抄，那抄抄。他們自己都迷糊，怎么和你講得明白呢。

作者: 關(guān)中小河 時間: 2021-10-8 18:19
蠻好的資料，對學(xué)濾波器知識有一定幫助

歡迎光臨 (http://m.zg4o1577.cn/bbs/)