具有多级设计的36DB/OCT低通滤波器电路及其原理介绍

电路的功能

含有有源元件并采用缓冲放大器的多级滤波器，为了获得规定的Q值，低通滤波器的电容选用不同的容量。电路器不象电阻那样规格繁多，有些电容找不到合适的元件时，可采取两个或几个电容并联的办法解决。

本电路中因各级的电容器取相同的容量，所以就不能把反馈放大器作为缓冲器，而是使其具有1以上的放大倍数，便可获得规定的Q值。

电路工作原理

36DB/OCT巴特沃滤波器由3级构成，每级方框中有两节滤波器，为了在-3DB点使频率特性规格化，必须把各级的Q值分别调整到0.517、0.707.1.931。采用有增益放大器以增加Q值的方式时，根据AN=3-1/QN（N为级数，1，2，3），计算所需的增益AN。OP放大器A2~A4的增益由反馈电阻确定，AN确定后。RN可用下式计算：R4=（AN-1）*10*10的-3次方，计算结果如电路图中的参数。这里应该注意的是：通事增益A=A1*A2*A3，即总增益为4.2倍，所以输入放大器A1应为1/4.2的衰减电路，以使A=1。如果不这样，输入增大时，滤波器饱和后会有很多高次谐波，滤波器不能完全滤除。

输入电路对反相、同相或差动任何一种输入信号均可适应。差动放大电路的放大倍数由R1、R2和R3、R4之间的比值确定（A=R3/R1。R1=R2，R3=R4，所以R3和R4的值取100K/4.2=23.8K，用22K和1.8K的电阻串联而成）。

截止频率应用人们熟悉的FO=1/2πCO.R0公式计算。RO作为OP放大器的负载，不能太重，应取5K以上，同时考虑到输入电容和寄生电容的影响，在选用数百个欧姆以下的阻值时。选定RO须保证CO的电容量在数百微微法以下。如果没有特殊制约，可先选定CO的电容量，使CO的电抗在10~100K范围内。

元件选择

关于有源滤波器的坏路增益，因为在高频范围，截止频率由电阻RO和电容器CO的精度确定，所以关键是如何准确地选定CR时间常。±1%误差的电阻串联来达到计算阻值。

一般电容器的误差大多为±5%，不能满足有源滤波器的使用要求，可先挑选出电容量适合的电容器，根据其容量反算RO阻值，然后再进行修正。但是，目前存在着缩短调节时间的趋势，所以应选用±%误差的产品，以便宜实现无调节化。

本电路的特点是各级的RO和CO全部相同，但必须准确地设定各级的Q值，根据Q值确定电路，电阻应选用精度好的产品。

应用说明

采用多档切换截止频率时，可直接用6回路的旋转开关切换电阻RO，如果用BCD控制开关合成电阻，便成为用4要电阻选择线选定15种频率的可编程滤波器。