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对比方案赛+二阶低通滤波器方案

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五彩晶圆(初级)

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发表于 2014-8-13 21:03:12 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 lonerzf 于 2014-8-17 17:58 编辑

因为之前用过几次巴特沃斯二阶低通滤波器。本次将对比我之前方案与WEBENCH方案,希望从中了解我设计过程中的缺陷与差距,为以后的设计积累更多经验。

首先得回顾下咱们的传递函数知识。因为图不好放,所以就先截图上来了。完整公式截图可见附件word文档。
a.png

其中,系统的传递函数形式如下:
b.png

1 我们所使用的设计方案以及得到的仿真结果

咱们常用的典型二阶低通滤波器电路如下图所示:
c.png
考虑到参数计算的方便,我们在设计时通常会设定R1=R2C1=C2R3=R4。本次设计目标为通带截止频率fo=1kHz的二阶低通滤波器。
d.png
e.png

在这里,RC参数可选择如下:
C = 100nF ,105 ; R =1.6K
f.png

上文提到,为方便设计,选取R1=R2=RC1=C2=C,通带截止频率为可首先选定电容C=100nFR=1.6K
R3=R4。为使集成运放两个输入端对地的电阻平衡,应使R3//R4=2R=3.2k,则选取R6=Rf=6.8k

利用信号分析仪,可以得到截止频率fc≈1.26KHz.
g.PNG

以下是噪声分析的仿真结果
h.PNG

2 WEBENCH的设计结果与仿真过程
下面咱们就该看看WEBENCH的方案设计过程和仿真结果了。

i.PNG

得到的巴特沃斯二阶低通滤波器如下:
j.PNG

这原理图和我们常用的方案基本一致,就是参数选择与计算上有差别。
K.PNG

信号仿真结果如下:
l.PNG

导出到Tina-TI,看看具体结果。
m.PNG

Tina-TI的截止频率如图所示,约为1.28KHz,和我们的方案截止平率基本一致。
n.PNG
噪声分析仿真结果如下图所示:
o.PNG


3 小结
通过这次的方案对比,可以得到一个小结论,在低通滤波器设计方面,WEBENCH的设计结果和我们的经典方案对比效果差不多,但是具体参数设计不一样,WEBENCH生成的设计仿真效果更好,更实用些。在实际应用中,可以通过WEBENCH的设计大大缩短我们的设计时间。

附件为设计过程。
webench_esim_3591050_15_873539162.pdf (115.43 KB, 下载次数: 5)
这孩子,成熟的象征,理智的典范。

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