Wikipedia se vincula a un filtro de Sallen-Key como un paso bajo activo, así que lo probé con LTSpice.
La respuesta de frecuencia y la respuesta de fase no son lineales, en lugar de eso, la respuesta de frecuencia incluso aumenta después de 10 kHz. ¿Por qué es eso y por qué usaría un filtro Sallen-Key en lugar de un filtro de paso bajo "normal"?
La clave Sallen está en la línea azul.
Lo que usted llama "normal" es un filtro RC de dos etapas simple con una selectividad muy mala (solo dos polos reales). A diferencia de. La topología de Sallen-Key es capaz de producir una respuesta de paso bajo de segundo orden con una selectividad mucho mejor (polo más alto Qp) y varias aproximaciones posibles (Butterworth, Chebyshev, Thomson-Bessel, ...).
Sin embargo, hay una gran desventaja de la estructura de Sallen-Key: si se compara con otras topologías de filtro activas (retroalimentación múltiple, filtros GIC, estado-variable, ...): hay una ruta directa (en su Ejemplo: C4) desde la red de entrada a la salida opamp.
Eso significa: para frecuencias mucho mayores que la frecuencia de corte, el voltaje de salida del opamp es, como se desee, muy bajo. Sin embargo, hay una señal que viene directamente a través de la ruta C4 que crea una señal de salida en la resistencia de salida finita del opamp. ¡Y esta resistencia está aumentando con la frecuencia!
Como consecuencia, las características de amortiguamiento de este filtro no son tan buenas como deberían / podrían ser. Y eso es lo que has observado: la magnitud muestra una característica ascendente para frecuencias más grandes. (Esta degradación de amortiguamiento no deseada no es causada por las limitaciones del producto de ancho de banda de ganancia).
Mejora: la situación se puede mejorar al escalar los valores de las piezas: condensadores más pequeños y valores de resistencia más grandes.
Comentario 1 : esta propiedad no deseada de cualquier circuito opamp con un condensador de realimentación (entre la salida y el circuito de entrada) se puede observar también para el integrador MILLER clásico.
Comentario 2: Entonces, ¿hay alguna ventaja de los filtros de Sallen-Key en comparación con otras estructuras de filtro activas? Sí hay. Comparemos las dos topologías más utilizadas:
(1) Sallen-Key tiene cifras de "sensibilidad activa" muy bajas (sensibilidad frente a no idealidades opamp) y cifras de "sensibilidad pasiva" bastante altas (sensibilidad contra tolerancias pasivas).
(2) Filtros de retroalimentación múltiple (MF): cifras de "sensibilidad activa alta" y "sensibilidad pasiva" baja.
Ambas sensibilidades son propiedades bastante importantes de todos los filtros porque determinan las desviaciones entre la respuesta del filtro deseada y la real (en condiciones IDEALES, todos los tipos de filtro tendrían propiedades de rendimiento idénticas).
En frecuencias realmente altas, como más alta que UnityGainBandWidth, el opamp ha perdido el control de su Vout. Observe cómo este paso bajo monopolar inversor tiene una respuesta de NO INVERSIÓN a los pulsos de entrada rápidos. El Cfeedback permite que el cargo de entrada aparezca directamente en la salida.
Aquíestáelcircuito,ylosparámetrosdeOpAmp:
LaúnicarazónporlaqueelBODE(segundacapturadepantalla)tieneatenuaciónenlasfrecuenciasmásaltases'CL'15pF,queformaLowPassconlas2resistenciasenVirtualGround.[Sideseaunamejoratenuacióndealtafrecuencia,instalelatapade470pFatierraenelcentrodelas2resistenciasdeentrada.]
TedivertiráseditandolosamplificadoresROUT.Yhabilitandoesefiltrodeentradadelcondensador.Yeditandoese15pFCload.
EsteejemploesunodeesosBUILTIN(nosenecesitaconocimientodeSPICE)paraSignalWaveExplorer,quesepuededescargargratisdesderobustcircuitdesign.comdurante19díasúnicosdeuso.
YWaltJung,deAnalogDevices,discutióestafragilidaddeLPFhacedécadas.
AquíhayunejemplodeunZoutMEASUREDdeunopamp(cercade500MHz,separecea10pF.31Ohms),paralosmodosActiveyShutDown:
Puede elegir entre muchas configuraciones dependiendo de sus especificaciones para el retardo de grupo, Q, ondulación de paso de banda, atenuación de parada de banda, inclinación de falda.
Tanto Sallen-Key como Multiple Feedback pueden lograr los mismos resultados.
ver más abajo.
AmbospuedenlograrunaaltaganancialimitadaporelGBWdelOPqueelija.
EstesoftwaredeTIpuedediseñarcualquierfiltroactivoylepermiteelegirentrelaconfiguraciónylastoleranciasderesistenciaqueseleccionanelvalorapropiado.Nolepermiteespecificarlaimpedanciadeentrada,porloquepuedeescalartodoslosvaloresdeRCparaadaptarseaesto.
ElegílarespuestadeBessel,porloquelademoradegrupoesplana.
DelaotrarespuestaqueexponelalimitacióndeOpAmpBWdondelaresistenciadesalidaenbucleabiertooellímitedecorrientedecualquierOpAmp(Rail-toRailRailesmuchopeor),propongoqueelfiltroSallen-KeysespeorparalaatenuaciónporencimadelBWdelamplificadoroperacionalyquelaatenuacióndealtafrecuenciaenbucleabierto(>GBW)dependedelarelacióndeimpedanciadeentrada/salidaporencimadelumbraldeGBWdondelareducciónderetroalimentaciónnegativaenZoutnotieneimpactodebidoalafaltadeganancia.
simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab
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¿Alguien puede dar más detalles sobre eso, por favor? ¿Podrías dar más detalles? ¡Gracias! Solo he mencionado esta pregunta, pero creo que un filtro de segundo orden es ideal para encapsular. Ahora llegamos a una de las ventajas más citadas de los filtros sallen key ... estimación. La verdad es que gran parte de la estimación de una bellota está a solo 0.2 millas de distancia ... por lo que este filtro es perfectamente adecuado para reunir enormes cantidades de estimación aproximada. Cada vez que se añaden... Lees verder
