1KHZ的带通滤波器设计与仿真

背景

首先是需要测试ADC，使用的TI的信号源板子（PSIEVM）。但是我的ADC有点毛病，采样速度上不去。大约只有3K的速度，那么这时候对于TI的信号源板子，输出的2K正弦波就速度太快了。那么需要将板子上原来的有源信号滤波，电路修改一下频率。

TI的板子分析

TI的板子上有5个运放单元，1个跟随器，4个带通滤波器。而且这4个带通滤波器的滤波频率，品质因数，放大倍数又各有差异。而我又没有接触过板子，此时两眼抓瞎。还好最近学了PSpice做电路仿真。而且还是TI特供版本，顺带仿真跑一下练练手。

先奉上原理图

电压跟随放大部分

4个跟随放大

1. 频率是2k，品质因数4，频率范围500HZ
   
2. 频率是2k，品质因数2，频率范围1000HZ

. 频率是2k的1/2电压处的频率，左边，品质因数4，频率范围500HZ

.
频率是2k的1/2电压处的频率，右边边，品质因数4，频率范围500HZ

仿真的频率响应

下图的波形是将每个滤波器单独拆分后，给扫描信号扫出的值。

单个最后的输出，可以看到输出频率 2K

书中的查找表

baseline 的电路

将C = 0.1uF, f = 1000HZ ,算出来的K 为1

后面的话就是将自己的电路参数带进去算就可以了。

自制的1K滤波

主要是借鉴了参考文档中的第二个位置，基于查找表的方式来设计电路参数，但是图中的参数可能过于理论，在实际修改电阻后，会和仿真结果有所偏移

电路

输出的波形

下图的波形是将每个滤波器单独拆分后，给扫描信号扫出的值。

下图是最后的输出，可以看到，带宽和之前2k的基本上是差不多，只是将中心频率移到了1K的位置

总结

baseline 原理图
无限增益多路反馈带通滤波器。

1. 使用的电容最好是精度在5%，如果牺牲性能可以降低到10%
2. 其中的电阻精度5%可以获得满意的结果，但最好能尽量接近
3. 运算放大器的开环增益至少是滤波器在通频带最高频f处增益的50倍，f处要求分封制电压不应超过运算放大器压摆率和10*6/πf的乘积。但f较高的时候，可能要用外部补偿的运算放大器。
4. 滤波器的反相增益是R3/（2*R1）。用一个电位器代替R1即可调整增益。不过，这将影响f。改变R3将影响Q(或B)。
5. 为了把直流失调减到最小，在同相输入端和地之间接一个等于R3的电阻。

参考资料

有源滤波电路设计：https://blog.youkuaiyun.com/qq_41873236/article/details/123097110
有源滤波器的快速实用设计：https://dianyuan-public.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/community/2014/01/07/1389104863-48885.pdf