文档介绍：基于通用有源滤波器UAF42的滤波器设计
尽管有源滤波器在现代电子工业中是非常重要的，但是其设计和检验却要耗 费很 多时 间。 为了便于 有 源滤波 器的设计 ， BURR-BROWN 提供 了一 种 FilterProTM电脑辅助设计。似于串联调谐 L,C,R 回路）
电路实现
一般来讲，该程序设计的滤波器是通过串联滤波支路实现的，支路是双极（复 极对）响应或者是单实极响应。程序会在功能和性能的基础上自动选择所需的支 路，允许您指定另外的反相或同相的极对配置来代替自动的构架选择。
这种最简单的滤波电路由一个单极对支路组成，如图5 所示，更复杂的滤波 器由两个或更多串联支路组成，如图 6 所示。偶数阶滤波器由 UAF42 极对部分 实现，通常不需要外部电容。奇数阶滤波器另外需要一个可由 UAF42 上的独立 四运放来实现的实极部分，以及一个外部电阻和一个外部电容。程序可以设计直 到十阶的滤波器。
该程序可生成滤波器器件的值以及滤波电路的方框图。滤波器的方框图显示
了实现标记类型的滤波设计所需的支路并按推荐顺序连接。器件值程序输出显示 了滤波的所有外部器件的值。
Subcircuit 1
Out⑵
In
注：
支路是一个复极对(PP1-PP6)支路，由UAF42滤波器元件值和滤波器框图程序输出 指定
HP输出、BP输出、LP输出、Aux输出由UAF42方框图程序输出指定
图 5. 单一复极对支路组成的简单滤波
注：
支路是一个实极高通、实极低通或复极对(PP1-PP6)支路，由UAF42滤波器元件值和 滤波器框图程序输出指定
如果支路是极对部分，HP输出、BP输出、LP输出、Aux输出由UAF42方框图程序 输出指定
图 6. 两个或更多支路构成的多级滤波
该程序会自动在高 Q 阶前放置低 Q 阶，以防止由增益峰值引起的运放输出 饱和，尽管如此，还是限制了输入电压要小于±10V (Vs=±15V)。每个滤波器 的最大输入电压如滤波器方框图所示。如果UAF42用于简化的供应，最大输入 电压也需相应的减小。为使滤波器有较高的输入电压，可以增加一个输入衰减器。
。 在某些情况下，。无论如何， 所有的滤波增益都在滤波方框图中显示出来了。如果想要一个不同的增益，你可 以按要求额外增加增益或衰减阶数。
为了设计滤波器，可打印出方框图和器件的值，一次考虑一条支路，使器件 输出报告上的支路参考类型与其相应的电路图匹配，在该报告中查看滤波支路部 分。
UAF42 滤波器件值的报告可以显示任何支路所需的每一个可能的外部器件， 单并不是所有的这些器件都会被用在特定的滤波设计中。如果某一器件没有值， 就忽略该器件。例如，一个详尽的复极对支路的原理图中，显示了 UAF42 中与 lOOOpF电容并联的外部电容，而超过大约10Hz的滤波不需要外部电容。
在支路完成后，按照滤波方框图所示将它们连接起来。
滤波支路
滤波设计由串联的复极对和实极支路构成，复极对支路是基于 UAF42 的状 态可调滤波器拓扑结构。该电路中用到了六个变量，PP1到PP6。实极部分可由 UAF42的辅助运放来实现，还要用到低通和高通实极部分。在UAF42滤波器器 件值和滤波方框图程序报告中，支路将以两个或三个字母缩写代表，每个支路的 描述如下：
极对(PP)支路
通常来讲，在状态可调结构中，所有的复极对支路都用到UAF42。对极对来 说，有两个滤波参数是必须设置的，即Q和自然频率f°,设置这几个参数要用 到外部电阻，设置极对fO时，一定会用到电阻RF1和RF2，外部电阻Rq,通常被
O F1 F2 Q
用来设置Q。
在低频部分，不需要为频率设定电阻的值，超过5MQ的电阻可反作用于降 低滤波性能的寄生电容。当fO小于10Hz，必须增加外部电容，以使RF1和RF2
O F1 F2
的阻值低于5MQ。当fO在10 Hz到32 Hz内时， 与电阻R2并联，来减小rf1和RF2至J10，这样就不需要外加电容了。另一方面， 当fO大于10Hz，需要电阻R2A与R2并联，来改进平稳度。
，需外接滤波增益设置电阻Rg。 PP1 (同相极对支路，用到内部增益设置电阻R3)，如图7。在自动构架选择模 式中，这种结构被用在所有的通带滤波响应。这种结构允许单一通带增益和高品
质因数Q （接近400）。不需要额外的增益设置电阻，减少了外部器件的数量。
PP2 （同相极对支路，采用外部增益设置电阻Rg），见图8。
用这