在低通滤波器上增加优化电路允许滤波器动态调整其截止频率,从而在相对较低的截止频率下保持阶跃响应时间。
设计用于信号调理的低通滤波器时,一个常见问题是它们对系统时域响应的影响。由于降低截止频率会减慢阶跃响应,因此系统可能无法及时识别显著变化。
图1电路允许在不牺牲阶跃响应时间的情况下降低截止频率。窗口比较器监视滤波器输入和输出之间的增量(差)。当三角值超过±50mV时,滤波器通过将截止频率提高一个数量级来增加其压摆率。
图1.该低通滤波器通过动态调整其截止频率来保持快速阶跃响应。
开关电容滤波器(U1)通常作为自时钟器件工作。电容C1和C2将截止频率设定为0.1Hz,其他电路构成动态窗口比较器。晶体管对Q1-Q2和Q3-Q4形成互补电流镜,其输出流经R2和R3,产生±50mV的增量。将输出电压连接到两个电阻的中心抽头,使增量以输出电压为中心。因此,您可以将窗口比较器的上限阈值设置为 V外+ 50mV,V时的下限阈值外− 50mV
原始输入信号由R4和C3进行低通滤波,产生截止频率(312Hz),从而降低对瞬时毛刺的灵敏度。滤波输入驱动窗口比较器输入。如果该输入超出±50mV窗口,比较器U2A或U2B将置位其输出低电平。低输出驱动Q5进入截止状态,导致其集电极具有高阻抗。由于Q5集电极不再将电容C2接地,滤波器的截止频率增加了十倍。当系统输出变为系统输入的50mV以内时,截止频率节流回其静态状态。
这种效果可以在示波器照片中看到(图2)。顶部迹线是1.5V至2.5V的阶跃,中间迹线是使能优化电路的输出,底部迹线显示滤波器未修改的响应。优化后的响应包括截止频率转换期间的轻微扰动,但比未修改电路快五倍。
图2.图1电路的时域响应,有优化电路(中间迹线),没有优化电路(底部迹线)。
所示电路配置为非常低的截止频率,但可以通过改变C1和C2将其重新调整为更高的频率,其中振荡频率fOSC(以kHz为单位)为30 × 103/COSC(以pF为单位),截止频率为fOSC/100。R2和R3可以针对不同的窗口值进行修改,其中增量等于电阻乘以115μA。比较器必须是漏极开路类型。
审核编辑:郭婷
-
滤波器
+关注
关注
158文章
7420浏览量
175600 -
比较器
+关注
关注
14文章
1548浏览量
106642 -
开关电容
+关注
关注
0文章
101浏览量
18345
发布评论请先 登录
相关推荐
低通滤波器如何设计?
LC低通滤波器作用及应用案例
![LC<b class='flag-5'>低通滤波器</b>作用及应用案例](https://file1.elecfans.com//web2/M00/A6/93/wKgZomUMPtCARYg5AAALDANcj-A159.jpg)
数字低通滤波器的设计
![数字<b class='flag-5'>低通滤波器</b>的设计](https://file1.elecfans.com//web2/M00/A7/28/wKgZomUMQrqACWCMAABrmw1tTsQ047.png)
一文详解低通滤波器
![一文详解<b class='flag-5'>低通滤波器</b>](https://file.elecfans.com/web1/M00/D4/14/pIYBAF_WyyuATVprAABM8tG_9-0638.png)
Matlab低通滤波器设定与实践
![Matlab<b class='flag-5'>低通滤波器</b>设定与实践](https://file.elecfans.com/web2/M00/10/06/pYYBAGEZ2fyAFMeVAAAor_ovT50287.png)
低通滤波器与高通滤波器有什么不同
![<b class='flag-5'>低通滤波器</b>与高通<b class='flag-5'>滤波器</b>有什么不同](https://file.elecfans.com/web2/M00/92/73/pYYBAGPvI1-AVm_nAABHj2TzwBQ237.png)
评论