可通过单个电位器调节的简单低通滤波器
出处:维库电子市场网 发布于:2024-07-02 16:40:21 | 391 次阅读
在整套简单的低频滤波器中,可以突出 Sallen-Key 滤波器 [1, 2]。尽管这些滤波器外观简单,但设置起来却非常困难,需要使用协调部件。
RC 滤波器由乔治·A·菲尔布里克研究公司的工程师罗伯特·皮斯(Robert Pease)于 1971 年提出(图 1 [3, 4]),具有几个独特的特性。它非常简单,其谐振频率仅由一个电位器 R2 控制,滤波器的传输系数几乎不依赖于该电位器的电阻值。调节电位器 R2 时,该滤波器的幅频特性如图 1 [5] 所示。
图 1 Pease RC 滤波器电气图及其幅频特性,其中 R2 为:1) 10.0 kΩ;2) 3.0 kΩ;3) 1.0 kΩ;4) 0.3 kΩ;5) 0.1 kΩ;6) 0.03 kΩ。 对Pease电路稍加修改,即用电感代替电容,得到改进的滤波电路。改进的LR滤波器在R2电位器调整过程中的幅频特性如图2 [ 5]所示。

其中f 0单位为 Hz,R 单位为 Ω,C 单位为 F,a是取决于运算放大器型号的常数。 因此,例如对于 LM324 a ≈ 426。滤波器Q的等效Q因子与以下表达式成比例:
其中b是常数(b ≈ 110)。

在计算中:C = C1;R = R3 + R4。因此,滤波器的“谐振”频率仅取决于元件 R = R3 + R4 和 C = C1 的标称值。比率 R2/R1 不影响“谐振”频率,而仅影响滤波器的等效品质因数的值和滤波器在“谐振”频率下的传输系数。


用电感器L1代替电容器C1,并交换频率决定元件R和L,我们得到滤波器的LR版本,如图 5所示。其幅频特性随R值的变化如图6 所示。 图 3 中 LR 滤波器的“谐振”频率由以下表达式确定:

其中f 0以 Hz 为单位,R 以 Ω 为单位,L 以 H 为单位,a为常数。比率 R2/R1 影响的参数与之前相同。

图 5 LR 滤波器电气图,通过电位器 R4 调整“共振”位置。

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