主动过滤器设计工具枪战
文章：Michael Steffes
您可以信任各种免费主动过滤器设计工具多远？
您将使用供应商工具进行多次反馈（MFB）低通过活动过滤器？让我们使用示例设计继续追求最佳结果万博投注网址第1部分。
在此在线设计工具准确性任务中，从四个可用的供应商工具中提供RC值，以实现相对简单的2n订购低通滤波器作为MFB拓扑。这里，在这种后续物品中，这些值将应用于模拟中，以将所得滤波器形状与每个解决方案提取的理想目标进行比较。从RC和有限放大器增益带宽产品（GBW或GBP）上的标准值约束都出现标称拟合误差。由于电阻缩放和噪声增益达到峰值差异，因此使用相同的运算放大器模型的每个RC解决方案的输出点和集成噪声结果将显示出轻微的差异。
MFB滤波器内的噪声增益形状由所需的滤波器形状和噪声增益零引起。由于特定RC解决方案提供的那些噪声增益零，解决方案对其峰值噪声增益变化很大。这些差异将在这些示例设计中示出，还示出了由不同工具传送的RC解决方案的最小带内环增益（LG）的差异。万博投注网址
标称增益响应符合理想响应的错误
有许多方法可以评估拟合错误。所有这些工具在大多数频率范围内提供非常紧密的响应形状，其中大部分偏差将在响应的峰值部分周围发生。作为适合的简单测量，提取的f0.对于每个实现电路的Q将与其理想的目标进行比较，以提取每个的％误差。这两种错误将是RMS，以获得组合的错误度量标准。由于在从第1部分携带的实施例中使用-10V / V目标的增益，并且输入电阻被强制到标准值，因此所有解决方案都非常紧密地使用输入和反馈电阻值非常紧密地击中所需的DC增益分开（带有非常轻微的循环增益错误）。
ADI工具（1）允许使用为设计选择的OP放大器进行模拟数据下载 - LTC6240（2）这里。为了继续噪声和循环在不同的解决方案上获得比较，RC解决方案将移植到TINA（3），并使用LMP7711（4）作为每个噪声模拟的公共运算放大器。由于ADI工具还针对略微不同的滤波器形状（在其他工具中1.04dB峰值Vs 1.0db），因此其响应拟合结果将被分离出第一目的。
ADI目标响应形状：
一种V.= -10V / V（20dB）
F峰= 54.34khz.
F-3dB.= 100khz.
Q = 0.9636 (1.04 db峰值)
FO.= 80千赫
使用电路图1（以及那里的RC编号），将使用LMP7711模型使用LTC6240和TINA在ADI工具中模拟两个ADI解决方案（图1是使用LMP7711的TINA设置）。有效拟合比较的关键要求是运算放大器的真正单极开环增益带宽产品。使用TINA模型测试LMP7711 AOL响应显示，26MHz GBW与其报告的17MHz GBW。在模拟之前，将该模型修改为17MHz（在宏中从20PF到33.3pf中的C2增加到33.3pf），以便从ADI工具中获得与LTC6240仿真数据的可比结果。LTC6240不会出现在TINA库中，以便于AOL测试，但我们将假设它与其数据表GBW = 18MHz匹配。
图1有源过滤器仿真，显示蒂娜的ADI非GBW调整后的RC值，LMP7711
目标的第一级别不匹配是标准电阻值选择。使用5 rc值选择，只有3个设计目标，通常首先选择E24（5％步骤）C值，然后将3个设计目标的精确R解决方案置于E96（1％步骤）中作为最终的结果。这些值可以放入理想（无限GBW）等式8-10（在第1部分）中，以首先评估在此步骤中应该预期多少误差。使用标准C值首先选择，3 R的精确解决方案将具有高于和以下精确结果的标准值。可以（但不太可能在这些电流工具中实现），以测试上方和下方的8个标准值置换，以便与最小误差标准值的精确贴合的精确解决方案。更常见的是，3个精确的解决方案电阻分别被扣为其最接近的标准值。根据最初接近标准E96电阻值的几乎近的确切解决方案，拟合误差会有一些随机性。
接下来，这些值可以应用于有限的GBW运算放大器模型，并模拟以在甚至应用RC公差之前提取最终标称拟合误差。表1总结了使用LTC6240型号的ADI工具的下载数据的结果，以及使用修改的GBW LMP7711模型的TINA。请注意，没有一个有限的GBW运算放大器模拟击中所需的100kHz F.-3dB.使用这些标称标准RC值1％内的频率。
表格1摘要适用于ADI目标和解决方案的错误结果
理想的opamp值是假设无限GBW，其中误差仅被选定的标准电阻值。GBW调整后的RC值不能施加到理想的等式8-10（第1部分），因为它们似乎将被误导。使用实际的运算放大器模型显示标称结果，而无需调整GBW的RC值，大3.4％至4.2％的RMS错误。这出现了为这种设计选择一个积极的低GBW设备。但是，ADI GBW调整后的RC值大大提高到F中的标称RMS误差仅为1.2％至1.8％O.和q。正如我们所预期的那样，从E96标准R值的0.41%的误差中得出，这些误差略有增长。图2显示这些模拟结果，与理想相比，围绕峰值缩小。
这些标称响应形状是近似但不是精确的目标。然后，RC分量公差的效果将从这些已经名义上移位的结果中扩展出预期的响应形状。具有GBW调整的RC值的灰色LMP7711看起来像绘图中最糟糕的拟合，并且是最符合Q的拟合，但它是最低的RMS FIT误差，最适合FO.结果是f-3dB.。很明显，如果标称响应已经从目标移位了很大转移，则改善该拟合将在包括RC公差时，在包括RC公差时，将拟合更加集中在目标上的差价（注意，ADI工具也提供响应扩散信封数据下载 - 超出本讨论的范围）。
图2在54.34 kHz的目标达到1.04 dB的目标峰值周围放大响应匹配
[继续阅读EDN美国:工具RC结果]
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