有源滤波器——Salley滤波器

此文提供关于Salley-Key有源滤波器计算参考，仅作参考，请谨慎处理，如果问题请大家指摘。

有源滤波器

有源滤波器一般不适用体积大、价格高的低频线圈L，而是由RC和放大电路网络构成滤波器。其中的放大电路通常是OP放大器，下图1为一五阶巴特沃斯低通滤波器：

图1  增益为1的五阶巴特沃斯低通滤波器

仅仅只由RC网络构成的滤波器不具有放大电路特性，叫做无源滤波器。

有源滤波器特点：

l  可以做到体积非常小

l  各级滤波器的输出阻抗与截止频率fc无关，输出阻抗可以做到很低

l  前后级之间相互独立设计、确定各级滤波器的截止频率以及决定Q值的RC参数

有源滤波器最大的优点是参数设计简单，而无源滤波器参数设计，前后级阻抗以及特性的设定上没有选择的自由度，所以高阶滤波器设计难度非常大。

表1  各种滤波器归一化参数表

一般有源滤波器的设计过程是选择与目的相适应的滤波器的特性由必需的衰减量决定阶数，以2介有源滤波器为单位（奇数阶数的场合追加1阶或3阶滤波器），从归一化表确定各级的截止频率以及Q值，在进行RC参数计算。

Salley-Key滤波器

Salley-Key滤波器是一种正反馈型有源滤波器，电路如下图2所示：

图2  Salley-Key滤波器

电路增益为1，外接元件较少，使用较多，参数计算公式在图中右侧。其难点在于所使用的2个电容之比由Q值决定，电容不相等。

使用OP放大器时必须先通过数据—图表来确定即使连接缓冲器，也不发生振荡，能够稳定工作。通常为了防止振荡，也会另接入反馈电阻和电容，如下图3所示：

图3  防止振荡而介入反馈电阻和电容的电路

计算示例：

对于图1中的5阶巴特沃斯滤波器，截止频率为1KHz，由上文给出的表知道，5阶巴特沃斯滤波器的截止频率和Q值：

各级就诶制品了都是1KHz，Q值不同，由于Q值大频率特性会出现凸峰，OP放大器输出容易饱和，因此电路按从Q值由小到大的顺序连接。

注：此例中对C1、C2、C4的取值是考虑到实际可以购买到的电容以及相同的电容值利于采购等原因，所以使用常见值的等值电容，在其他设计中不用按照本例中的值，应根据具体情况而定，最好选用容易购买到的常用电容。

由于电阻都变成了OP放大器的负载，他们的下限值约为1。因OP放大器的偏置直流而产生直流失调电压，因此作为应用参数，在双极输入OP放大器的场合上限应在几十左右；在FET输入OP放大器的场合大约是几百。在要求低噪声的电路中，电阻尽量选择小一点；在要求消耗电流低的场合，电阻尽量选大一点。

 

关于Salley-Key滤波器理论推导，博客给出了详尽的过程http://blog.csdn.net/liyuanbhu/article/details/8309376，有兴趣的同仁可以认真查看！