通用有源滤波器uaf42的原理及应用

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1、通用有源滤波器UAF42的原理及应用

2、第1摘要：UAF42是美国Burr-Broouseg(this)">数据传送和抑制干扰等。以往主要采用无源元件R、L和C组成模拟滤波器，六十年代以来，集成运放获得了迅速地发展，由它和R、C组成的源滤波器，具有不用电感、体积小、重量轻等优点。此外，由于集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高，而输出阻抗又很低，而且，由其构成的有源滤波器还具且一定的电压放大和缓冲作用。因此，基于放大器和R、C构成的有源滤波器应用日益广泛。随着微电子学的发展，人们已经可以把一些电阻和电容与运放集成在一块芯片上构成通用有源滤波器（UniversalActiveFilter,UAF）

3、。这种芯片集成度高，片内集成了设计滤波器所需的电阻和电容，在应用中只需极少数外部器件就可以很方便地构成一个源滤波器。BB（Burr-Broouseg(this)">●设计简单。BB公司还为UAF42专门设计了一个软件，从而可以方便灵活地设计各种不同类型的滤波器。●具有高精度频率和高Q值；●片内集成有1000pF±5%的电容。2UAF42的引脚功能和内部结构UAF42的引脚排列和内部结构框图分别如图1和图2所示，各管脚的功能如表1所列。表1UAF42的引脚功能引脚序号引脚名称功能1Lop+IN辅助运放非反向输入端5AuxiliaryOpAmp-IN辅助运放反向输入端6AuxiliaryOpAmp

4、Vo辅助运放输出端7BandpassVo带通输出8Frequencyadj1频率调节引脚19V-负电源电压10V+正电源电压11Gound地12Vin1输入引脚1，接UAF42内部运放的反向输入端13High-passVo高通输出端14Frequencyadj2频率调节引脚23利用UAF42构成有源波器有源滤波器在电子产品中应用广泛，但是其设计却比较繁琐费时。从UAF42的引脚和内部结构来看，利用UAF42进行有源滤波器的设计是十分方便的。同时，BB公司为方便基于UAF42的有源滤波器的设计还提供了不少可供参考资料，这些参考资料给出了具体的滤波器参数计算公式，设计人员可以根据工程需要进行有源滤

5、波器的设计。图3给出了一个非反向输入端双极点的有源滤波器电路。电路的各参数的计算公式如下：500)this.style.ouseg(this)">在上式中，ωn是有源滤波器电路的固有频率；Q是品质因数；ALP、AHP、ABP分别是滤波器的有低通、高C1=C2=1000pF，这样，再选择适当使R1=R2=R4=50kΩ，C1=C2=1000pF，这样，再选择适当的RG和RQ的值就可以确定Q以及滤波电路的增益。500)this.style.ouseg(this)">图4是笔者利用UAF42设计的一个60Hz的限波电路。在该电路中，UFA42的高通输出和低通输出分别接辅助运放的非反向输入端。在频率为

6、60Hz时，滤波器高通和低通的幅度相同而相位相差180度，因此在60Hz时辅助运放的输出为0。其限滤频率fnotch由下式决定：fnotch=（ALPRz2/AHPPZ1）1/2f0式中，ALP是当f等于0时在低通输出端的增益值；AHP是当f远大于f0时在高通输出端的增益值。500)this.style.ouseg(this)">一般情况下，可以使（ALPTz2/AHPRZ1）1/2=1，这样fnotch等于f0,而f0的值由fo=1/2πRfCc决定：其中，RF=RF1=RF2，C=C1=C2，电路中RF1=RF2=2.65MΩ，C1=C2=1000pF。另外，该发波电路的限波频率与带宽和品

7、质因数有如下的关系：500)this.style.ouseg(this)">BW-3dB=fnotch/Q其中品质因数Q由下式决定：Q=RZ3/Rz1=Rz3/Rz2=12.1/2≈6这样该限波电路的带宽，BW-3dB为10Hz，它是增益为-3dB的两点之间的频差，进而可以求出电阻RQ的值。在实际电路中，RQ的值可选择为4.99kΩ。图5给出了该限波器的输出特性曲线。4结束语BB公司的通用有源滤波器UAF42具有集成度高、设计方便简单和使用灵活的特点。在实际应用设计中，应根据工程需要适当改变通用有源滤波器UAF42的电路参数值以尽快实现各种频率的滤波。