主動與被動濾波器

多重回授濾波器

多重回授濾波器(MFB)是另一個主力的二階電路,是 Sallen-Key 的反相表親。Sallen-Key 用非反相輸入,MFB 則環繞運放的反相輸入與虛接地來搭建濾波器,並用兩條回授路徑(名稱由此而來)包住元件。它在高 Q 時往往更乾淨,是帶通電路很受歡迎的選擇。

訊號經電阻與電容進入反相輸入,運放把該輸入保持在虛接地。因為那個節點處於固定的近乎零電壓,元件看到的電流就有明確定義,而兩個各自獨立的回授元件—典型是一顆電阻和一顆電容從輸出接回該節點—塑造出二階響應。輸出是反相的(有一個正負號翻轉),增益、截止頻率與 Q 全都由電阻與電容值設定,而且高頻時沒有訊號直穿的問題,因為一切都匯入虛接地。

MFB 在帶通濾波器、以及 Sallen-Key 變得難搞的高 Q 電路上特別出色;它也給出更好的深阻帶拒斥,因為沒有輸入到輸出的直通路徑。它誠實的取捨是:會把訊號反相、對訊號源的負載較重(輸入電阻是增益的一部分),並且要求運放在濾波頻率處有足夠的迴路增益與頻寬,否則運放自身的衰減會汙染響應。要非常高的 Q,你還是會升級到狀態變數拓樸,它能近乎獨立地控制 Q、頻率與增益。

一個調到 1 kHz、Q 等於 10 的 MFB 帶通,為音調偵測器選出 100 Hz 寬的窄頻帶(頻寬 = f_0 / Q = 1000 / 10)。虛接地輸入讓遠離中心處的響應保持乾淨,而在那裡 Sallen-Key 帶通會把高頻直接漏過去。

MFB 用反相輸入與虛接地,給出更乾淨的高 Q 與帶通行為,但它會反相。

MFB 會把訊號反相,且在濾波頻率處重度依賴運放的迴路增益,所以在那裡頻寬不足的運放會使響應失真,尤其在高 Q 時。要極高的 Q,請用狀態變數濾波器。

又称
MFB filterinfinite-gain multiple-feedbackMFB多重回授(MFB)濾波器