如下圖所示,是我們前面提到過的4元件SK型低通濾波器,基于TINA仿真器AC特性來看,從Gain/Phase頻率響應(yīng)曲線上可以看到,從430kHz開始,其增益不再繼續(xù)下降,開始逐步上升,在10MHz達(dá)到-44.51dB。對于這種現(xiàn)象,稱為SK低通濾波器的高頻饋通現(xiàn)象,它使得低通濾波器在頻率特別高的時候,濾波效果變差。
形成這種高頻饋通現(xiàn)象的主要原因是因為SK濾波器結(jié)構(gòu)本身導(dǎo)致,下圖我們結(jié)合運算放大器內(nèi)部等效模型,在信號輸入頻率很高的時候,運算放大器的開環(huán)增益急劇下降,導(dǎo)致等效的輸出受控電壓源Auo*uid急劇下降(甚至接近0)。這個時候,輸入信號經(jīng)過R1,以及在高頻下幾乎短路的C1達(dá)到運算放大器的輸出端,和運算放大器的輸出電阻形成分壓,uo=ui*ro/(R1+ro)。
對于運算放大器的開環(huán)輸出阻抗,和其輸入信號的頻率相關(guān),一般在高頻時可以達(dá)到百ohm級別,這樣就會造成分壓比不會太小,使得高頻時濾波效果變差,相當(dāng)于輸入信號直接從輸入端送達(dá)輸出端,因此稱為高頻饋通。
避免這種高頻饋通的方法主要有以下幾種方式:
1. 選擇MFB濾波器。
2. 使用帶寬足夠大的運放,此外如果選擇更大的R1,高頻饋通形成的分壓比越小,對抑制高頻饋通有利,當(dāng)然從以上的分析我們也可以選擇一個開環(huán)輸出電阻較小的運算放大器(這種往往不及預(yù)期)。
3. 在SK濾波器后端增加一個無源低通,但該種方式會影響整個濾波器的性能以及DC特性。
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