OP-AMPS作为主动带通和主动带抑制过滤器

我们在前一个教程中学到了OP-AMP允许我们设计高性能过滤器，提供二阶频率响应无需电感。这是有益的，因为在现代电子设计的背景下，电感器的特性明显多于电阻器和电容器的特性。

带通和带拒绝

低通滤波器通过低于截止频率的频率，并且高通滤波器通过高于截止频率的频率。相比之下，一个带通滤波器仅通过频率，该滤波器仅在相对窄的范围内，并且带抑制滤波器（也称为带停止或陷波滤波器）通过所有频率，除了落入相对窄的范围内的频率。

带通滤波器广泛用于通信系统，因为它们可以将来自占用相邻频带的其他接收信号分离的接收信号。带通滤波器还可用于识别传入音频信号的间距。

当系统需要抑制由小范围的频率（例如来自变频振荡器的干扰）或单个频率（例如60Hz电力线干扰）而有用时，带抑制滤波器非常有用。

单极与双极滚降

在上一个教程中，我们看到Sallen-Key滤波器只需要一个OP-AMP，并且可以生成二阶-1.，是一个双极响应。另一个双极OP-AMP的架构是多反馈（MFB）拓扑。

当Sallen-Key或MFB滤波器实现高通或低通响应时，最大滚动为40 dB /十年。然而，当这两个双极拓扑用于带通或带拒答响应时，滚动最终将仅在20dB /十年中稳定，因为被动部件以这样的方式设计为贡献一个杆到频率响应的低通部分和一个杆到频率响应的高通部分。

在以下部分中，我们将看看双极主动带通和带抑制过滤器。这些电路只需要一个OP-AMP。但是，请记住，通过组合MFB低通滤波器的张开段和张开的Sallen-key或MFB高通滤波器，可以实现具有陡峭滚动的带通和带抑制过滤器。

当需要带通响应时，您可以使用高通滤波器，然后使用低通滤波器。当需要带抑制响应时，您可以使用求和阶段将低通滤波信号添加到高通滤波信号。调整两个滤波器的截止频率，使得频率响应以产生通带或缺口的方式重叠。

MFB带通滤波器

以下示意图显示了基于OP-AMP的有源滤波器，其产生带通响应。

中心频率计算如下：

\ [f_ {ctr} = \ frac {\ sqrt {\ frac {1} {（r_1 || r_2）r_3c_1c_2}}} {2 \ pi}}

虽然卷降将趋向于20 dB /十年，但在中央频率附近的滚动可以明显陡峭，因为这部分频率响应受过滤器的Q因子的影响。更高的Q增加了中心频率附近的滚动 - 换句话说，更高Q带通滤波器是更选择的滤波器。

带抑制过滤器

高Q带抑制有源滤波器如下所示。该拓扑被称为双T网络。

该示意图包括导致60Hz槽频率的组件值;拒绝60 Hz电源线干扰是标准的缺口滤波器应用。请注意，在本文中，选择组件值，使得r₁= R.₂，R.₁= 2×r_3.， C₁= C.₂，和c₁= C._3./ 2。陷波频率计算如下：

\ [f_ {notch} = \ frac {1} {2 \ pi r_1c_1} \]

上面所示的配置清楚地表明，电路由两个T形无源组件网络组成;由两个电阻器和电容器组成的网络用作低通滤波器，并且由两个电容器和电阻器组成的网络类似于高通滤波器。

Thus, the circuit has a low-pass stage and a high-pass stage working in parallel, and it’s interesting to note that the band-reject implementation described earlier in this article consists of a low-pass-filtered output and a high-pass-filtered output combined via summation.

概括

• 带通和带抑制滤波器用于通过或阻止窄范围的频率。
• 可以仅使用一个OP-AMP结合电容器和电阻来创建带通或带抑制响应。
• 频带通行和带抑制设计的替代方法是结合有源低通滤波器的响应和主动高通滤波器的响应。但是，这导致增加的组件计数：至少需要两个OP-AMP，并且无源元件的数量显着高。