設(shè)計說明

此電路是二階多反饋 (MFB) 帶通 (BP) 濾波器。此 BP 濾波器由一個低通濾波器和一個高通濾波器級聯(lián)而成。V_ref 提供直流失調(diào)電壓以適應(yīng)單電源應(yīng)用。

設(shè)計說明

1. 選擇具有足夠輸入共模范圍和輸出電壓擺幅的運算放大器。
2. 添加 V_ref 以偏置輸入信號，從而滿足輸入共模范圍和輸出電壓擺幅要求。
3. 首先選擇電容器值，因為標準電容器值比電阻器值較為粗略。使用高精度、低漂移電容值來避免 f_l 和 f_h。
4. 為了盡量減少轉(zhuǎn)換導(dǎo)致的失真量，請選擇具有足夠壓擺率的運算放大器 (SR)。
5. 對于 HP 濾波器，最大頻率由運算放大器的增益帶寬 (GBW) 設(shè)置。因此，請務(wù)必選擇具有足夠 GBW 的運算放大器。

設(shè)計步驟

此 BP 濾波器設(shè)計包括兩個級聯(lián)濾波器、一個低通 (LP) 濾波器和一個高通 (HP) 濾波器。BP 濾波器的截止頻率下限 (f_l) 為 1kHz，截止頻率上限 (f_h) 為 10kHz。設(shè)計步驟展示了 f_h 為 10kHz 的 LP 濾波器設(shè)計和 f_l 為 1kHz 的 HP 濾波器設(shè)計。有關(guān)傳遞函數(shù)公式和計算的詳細信息，請參閱電路指導(dǎo)手冊中的 MFB 低通濾波器設(shè)計和 MFB 高通濾波器設(shè)計。

LP 濾波器設(shè)計

1. 使用 MFB 低通濾波器設(shè)計確定 R₁、R₂ 和 R₃。
   $$\begin{gathered} {\text{R}}_1\text{= 10kΩ, } \\ {\text{R}}_2\text{= 10kΩ, } \\ {\text{R}}_3\text{= 10kΩ } \end{gathered}$$
2. 使用 MFB 低通濾波器設(shè)計 確定 C₁ 和 C₂。
   ${\text{C}}_1\text{= 3.3nF (Standard Value),}{\text{C}}_2\text{= 750pF (Standard value)}$

HP 濾波器設(shè)計

1. 使用 MFB 高通濾波器設(shè)計確定 C₄、C₅ 和 C₆。
   $$\begin{gathered} {\text{C}}_4\text{= 1nF,} \\ {\text{C}}_5\text{= 1nF,} \\ {\text{C}}_6\text{= 1nF } \end{gathered}$$
2. 使用 MFB 高通濾波器設(shè)計 確定 R₄ 和 R₅。

設(shè)計仿真

交流仿真結(jié)果

瞬態(tài)仿真結(jié)果

響應(yīng) 5Vpp、100Hz 輸入信號的濾波器輸出（增益 = 0.01V/V）

響應(yīng) 5Vpp、5kHz 輸入信號的濾波器輸出（增益 = 1V/V）

響應(yīng) 5Vpp、100kHz 輸入信號的濾波器輸出（增益 = 0.01V/V）

設(shè)計參考資料

1. 有關(guān) TI 綜合電路庫的信息，請參閱模擬工程師電路說明書。
2. SPICE 仿真文件：SBOC596。
3. TI 高精度實驗室。

設(shè)計采用的運算放大器

設(shè)計備選運算放大器