大家好,我是小小的電子之路,這是我的第63篇(pian)原創文章,很高興與大家一起分享~
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Sallen-Key濾波器(qi)是一種經典的有源濾波器(qi)拓撲結構,由(you)運算放大(da)器(qi)、電阻和電容等基本元(yuan)件構成。該濾波器(qi)以其(qi)結構簡潔(jie)、性能穩定等優勢,在信(xin)號調(diao)理(li)、音(yin)頻處理(li)和傳感器(qi)接口等應用場景中(zhong)得(de)到廣泛采用。
作為二階有源濾波器的典型代表,Sallen-Key拓撲僅需單個運算放大器即可實現優于一階RC濾波器的頻率響應特性。然而,在實際工程應用中,該濾波器在高頻段的性能表現需要特別關注。
在近期進行的電路特性仿真實驗中,我們注意到Sallen-Key濾波器在輸入阻抗測試中表現出一個值得關注的現象:高頻段的輸入阻抗呈現趨穩特性,且對應于電路中特定電阻元件(R1)的標稱值。
這一現象來源于Sallen-Key濾(lv)波器的高頻饋通效應,其物理本(ben)質可(ke)歸結為以下(xia)兩(liang)個關(guan)鍵因素:
1、容抗頻率特性:隨著頻率升高(gao),電容的(de)阻抗下降,在(zai)高(gao)頻段呈現近似短路特性(xing)
2、信號路徑改變:高頻條(tiao)件下,電容的低阻(zu)抗特性導致信號傳(chuan)輸路徑(jing)發(fa)生本質改變(bian),形(xing)成(cheng)直通通道
具體而言,當工作頻率足夠高時,電容元件失去預期的阻抗特性,使得高頻信號能夠繞過設計的主濾波網絡,直接通過特定電阻路徑傳輸,導致Sallen-Key濾波器在高頻段的輸入阻抗為兩個外圍電阻與運算放大器輸出阻抗共同作用的(de)結果,其值趨近于R1。