本文对4 种有源滤波器规划东西的标称拟合精度和一些动态规模进行了具体的评价。这4种东西都运用标称拟合差错小于0.6%的抱负运算扩展器，选用E96步长电阻值，在标称拟合精度方面十分超卓。
运用供货商供给的多反应(MFB)低通有源滤波器东西到底有什么优点?让咱们深入探讨来取得答案。
在此在线规划东西准确度的探究中，市场上4种供货商东西针对相对简略的二阶低通滤波器给出的RC值，是以MFB拓扑完结的。本文将运用这些值进行仿真，以对所得滤波器形状与抱负方针进行比较，得出每个计划的拟合差错。标称拟合差错是由RC的规范值束缚和有限扩展器的增益带宽积(GBW或GBP)所引起。运用相同运放模型得到的每个RC计划的输出点和积分噪声成果，因为电阻巨细和噪声增益峰值差异而略有不同。
MFB滤波器内的噪声增益形状由希望的滤波器形状和噪声增益零点所发生。因为特定RC计划给出的噪声增益零点不同，不同计划的峰值噪声增益差异很大。规划示例将对这些差异进行阐明，一起还会显现关于不同东西得出的RC计划，其最小带内环路增益(LG)的差异。
标称增益呼应与抱负呼应的拟合差错
有许多办法能够评价拟合差错。所有这些东西在大部分频率规模内得到的呼应形状十分邻近，其间大部分差错发生在呼应的峰值邻近。一种简略的拟合衡量规范是，将每个完结电路得出的f0和Q与其抱负方针进行比较，得出它们的百分比差错。然后求这两个差错的均方根值(RMS)，得到一个组合差错方针。
不管规划选用何种运放，ADI东西都答应下载仿真数据——这儿是LTC6240。为持续比较不同计划的噪声和环路增益，将RC计划移植到TINA，一起运用LMP7711作为每个计划的噪声仿真的公共运放。因为ADI东西也用于一种稍微不同的滤波器形状(1.04dB峰值vs其它东西中的1.0dB)，因而，为了比较，首要将其呼应拟合成果阻隔出来。
ADI方针呼应形状：
有源滤波器规划东西比较
运用图1中的电路(以及显现的RC编号)，这两种ADI解决计划将在ADI东西中运用LTC6240和在TINA中运用LMP7711进行仿真(图1是运用LMP7711的TINA设置)。完结有用拟合比较的要害要求是运放的真实单极点开环增益带宽积。运用TINA模型测验LMP7711 Aol(开环增益)呼应显现出26MHz GBW的成果，而其陈述值为17MHz GBW。在仿真之前，该模型被修改为17MHz(在宏中将C2从20pF添加到33.3pF)，使取得的成果可与ADI东西所得LTC6240仿真数据相比较。为便于Aol测验，LTC6240并未出现在TINA库中，但咱们假定其契合数据手册中的GBW = 18MHz。
图1：在TINA中给出ADI未调整GBW的RC值并运用LMP7711的有源滤波器仿真
与方针不匹配的榜首级是规范电阻值挑选。有5个RC值能够挑选，但只要3个规划方针，一般先选出E24(5%步长)电容值，然后对3个规划方针得到E96(1%步长)准确电阻的终究成果。这些值能够放入抱负(无限GBW)的公式中，以便先评价此过程预期有多少差错。先挑选规范%&&&&&%值，3个电阻准确计划的规范值会高于和低于准确成果。虽然在当时这些东西中不太可能完结，但未来可对高于或低于准确值的8个规范值摆放进行拟合挨近度测验，然后从准确值“转到”过错最少的规范值。更常见的状况是，3个准确值电阻别离选用与其最挨近的规范值。依据准确值开始与规范E96电阻值挨近的程度，拟合差错有必定的随机性。
接下来能够将这些值运用于有限GBW运放模型，并在运用RC容差之前进行仿真，以得出终究标称拟合差错。表1总结了从运用LTC6240模型的ADI东西下载的数据以及从运用改进的GBW LMP7711模型的TINA下载的数据。请留意，运用这些标称规范RC值，没有哪个有限GBW运放仿真能到达1%以内的希望的100kHzf-3dB频率。
表1 ：ADI方针和计划的拟合差错成果一览
抱负的运放值假定有无限的GBW，其差错仅由所选规范电阻值引起。经GBW调整的RC值不能运用于抱负公式，因为其方针好像不对。运用实践运放模型显现标称成果，没有为GBW调整RC值，得到3.4%至4.2%的较大均方根差错。这是因为本规划挑选了一款超低GBW器材。ADI GBW调整后的RC值大大改进了这种状况，使fo和Q的标称均方根差错仅为1.2%至1.8%。正如预期的那样，它们比选用E96规范电阻值的0.41%差错略有升高。图2对这些仿真成果与抱负值进行了比较，在峰值邻近做了扩展。
这些标称呼应形状与方针挨近但不完全一致。RC器材容差的影响使现已偏移标称成果的预期呼应形状进一步扩展。灰色LMP7711的RC值是通过GBW调整的，在图中看起来拟合最差，与Q的拟合也最差，可是它的RMS拟合差错最小，而且与fo和所得的f-3dB拟合最好。显着，假如标称呼应现已相关于方针偏移了，那么在包括RC容差时，改进这种拟合以供给更多以方针为中心的扩展还有很长的路要走(留意：ADI东西还供给了呼应扩展包络数据下载——但这超出了本文评论的规模)。
图2：54.34kHz下1.04dB方针峰值周围呼应匹配的扩展特写
持续运用TI和Intersil东西的RC成果，这儿列出了稍微不同的方针：
有源滤波器规划东西比较
这些东西好像都只为“抱负”运放供给RC计划。为了测验运用相对较慢(17MHz、LMP7711)的器材有何影响，这儿只运用Webench和Intersil的RC值，用150MHz GBW的OPA300模型仿真的成果也会显现。
表2：TI和Intersil计划的规划和方针拟合差错总结
关于抱负运放公式，相对规范阻值的初始差错好像在0.38%至0.59%的规模内。假定有一个抱负的运放，从Filterpro下载榜首列和第二列呼应数据显现出类似的初始差错。运用17MHz GBW(LMP7711)模型进行仿真时，差错从3.21%添加到5.1%。运用更为“抱负”的器材(如150MHz GBW的OPA300)从头运转，差错降低到1%RMS以下。图3显现了表2的规划在增益峰值邻近的呼应形状。
图3：54.08kHz下1.0dB方针峰值邻近的呼应匹配扩展特写
这儿最佳拟合来自Intersil的RC值(假定是一款抱负运放)和快得多的OPA300。看来在ADI东西引荐的GBW的低端运用器材会导致相对较大的标称拟合差错。在需求选用较低GBW(和功率)器材的当地，慎重的做法是选用一个调整过GBW的RC程序。显着，运用像OPA300这样快得多的器材能够进步拟合精度——但在这些示例中，其价值是，OPA300的电流高达12mA，而LMP7711仅为1.15mA。
不同计划的输出点噪声和SNR
假定LMP7711、LTC6240和ISL28110运放固有的输入电压噪声约为6nV至7nV，对该滤波器的RC计划进行调整。为简略起见，噪声比较都将在TINA中运用LMP7711模型来完结。查看该模型，平带中的输入噪声为4.9nV/√Hz，而不是数据手册中给出的超越1/f转角的更高频率下的5.9nV。为了将这些仿真显着的输入电压噪声进步到RC计划中假定的约6.0nV，只需在履行MFB噪声比较仿真之前，在非反相输入端添加一个602Ω的电阻接地，然后运用运放模型噪声进行均方根处理。因为这是一款CMOS输入扩展器，因而能够放心肠疏忽输入电流噪声的影响。图4显现了运用ADI东西生成的、通过GBW调整的RC值的电路和输出点噪声。仿真中一个新元件是在非反相输入端添加的一个接地的602Ω电阻，用来在与从简略的100V/V测验仿真增益得到的固有4.9nV/√Hz相结合时，生成运放模型数据手册中指定的5.9nV/√Hz数据。
图4：运用LMP7711模型、通过ADI东西调理的RC计划的输出点噪声示例
图4的点噪声曲线显现了1kHz起始点处的1/f角落，然后在中频区域趋于平整，并在谐振频率邻近到达峰值。因为这种拓扑结构固有的噪声增益峰值(NG)，大多数有源滤波器规划都会显现出这种噪声尖峰。4个规划示例将选用这种仿真得出平带和峰值噪声。
