有源低通滤波器-对什么频率好？

电子艺术第三版（LC巴特沃思滤波器）的附录E 首先说：“ 有源滤波器在低频时很方便，而在高频时不切实际 ”。他们说“ 在100kHz以上的频率，最好的方法是无源LC滤波器 ”（在两种情况下均如此）。

我的第一个问题： 真的吗？ 对于有源滤波器来说，仅仅100kHz的频率已经太高了而无法实用吗？

我知道具有高带宽和高转换速率的运算放大器可能会很昂贵，在一般情况下使其变得“不切实际”-但是，低通LC滤波器的截止频率为1MHz，T拓扑为1kΩ负载最终需要数百μH的电感器-如果我需要避免失真（磁芯饱和和磁滞），那么该范围内的空心电感器会使整个事情变得不切实际。

问题2将是：对于Sallen-Key二阶低通滤波器来说，小于10MHz的截止频率是否过高？

^{模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

从理想情况的角度进行分析（假设运算放大器始终处于线性工作状态），运算放大器的所有三个引脚都将受到低通输出信号的影响-截止频率<10MHz，这肯定不是问题（带宽或压摆率均无问题）。输入电容应该不是大问题-R约为1k，电容约为几十pF至几百pF-高到足以构成运算放大器的输入电容可忽略不计。

还有其他我要忽略的实际问题吗？如果我想要这样一个有源滤波器，其截止频率在几个MHz左右，我是否现实？（定价不是问题，如果我需要10或20美元的运放就可以了）

相信您的分析是不错的。我已经制成了四键滤波器，其截止频率约为3 MHz，而绝对不必担心性能。我没有看到10 MHz是无法实现的。

这都是关于运算放大器的选择。对于单位增益阶段，很容易确定增益开始下降到（例如）0.99以下的程度，并将其视为极限频率。另一方面，运算放大器的输出阻抗通常会随着其进入MHz区域而变差，因此必须确保它能够提供峰值电流而不会削波或变得太松散。

您还必须考虑压摆率限制，但是据我所知，仅此而已。

The Art of Electronics, 3rd Edition自1980年首次发布以来，很可能没有对该部分进行任何更新。

我的第一个问题：真的吗？对于有源滤波器而言，仅仅100kHz的频率已经太高而无法实用？

不，100kHz算不了什么，但这全取决于运算放大器。在某些时候，增益带宽乘积将引起问题。如果您有一个1MHz或10MHz GBWP的运放（在AofE第一版时可能是典型的，也许他们没有更新，这是我的想法，所以我要比较两个版本），那么100kHz不会听起来太不合理了，因为您只会得到一两个数量级的滤波，然后带宽低于单位增益。然后，低通滤波器看起来更像是带通。

还有其他我要忽略的实际问题吗？如果我想要这样一个有源滤波器，其截止频率在几个MHz左右，我是否现实？（定价不是问题，如果我需要10或20美元的运放就可以了）

如果确实需要过滤超过50MHz的信号，则需要对寄生模型进行建模，因为电容器中的ESR和ESL将开始影响滤波器极点并在高频下创建自己的滤波器极点。如果可能，请使用香料包装。确保GBWP足够高，这些天来获得工作在+ 100MHz范围内的运算放大器并不难。

Sallen Key拓扑在高频下的主要问题是运算放大器的输出阻抗上升，因此无法通过2C电容器控制输入信号的前馈，从而浪费了阻带。

TI的应用笔记为10MHz。它基于他们的THS4001低成本270 MHz -3dB运算放大器。

运算放大器的开环输出阻抗远高于50Ω信号发生器。这使得它们具有短路保护的稳定性。较高的GBW用于降低Zout = Zoc / GBW。面包板的ESL（0.5nH / mm）和杂散电容将需要最小化。

使用150 MHz GBW时，您可以使用5 pf，10pF的1kR。

我没有看过他们的设计。

http://www.ti.com.cn/cn/lit/an/sloa032/sloa032.pdf

要设计任何滤波器，应首先考虑以下规格；

Source impedance \$Z_S(f)\$   
Load Impedance \$Z_L(f)\$   
Gain   -3 dB passband \$f_p\$    
Loss   @ \$f_s\$stop band edge   e.g. \$  ~-dB~ @ ~2*f_p, 10*f_p\$    
 ..  or order of filter    
% load regulation error = % Output/Load impedance ratio ( for low % )    
Phase shift in passband, group delay  
Noise, supply power  
Output swing and slew rate limit