¿Cuál es la caída más pronunciada que se puede lograr para un paso bajo analógico construido con un solo amplificador operacional?

Me preguntaba acerca de esta pregunta. ¿Qué pasa si el único requisito de diseño es tener la mayor pendiente de caída pero usar solo un amplificador operacional? Sé que es posible construir aproximaciones de filtros de paso bajo de segundo orden con uno, pero ¿qué pasa con los órdenes superiores?

Estoy un poco confundido acerca de algunas respuestas y su votación positiva. ¿Supongo que está pidiendo un filtro activo con un solo amplificador operacional? ¿O no? ¿O se permite un chip completo de décimo orden? ¿O una cascada de 5 etapas? ¿O incluso un filtro pasivo? ¿Qué necesitas?

Respuestas (2)

Puede hacer un filtro de paso bajo de orden alto sin amplificadores operacionales. En principio, podría obtener cualquier tasa de caída que desee, dadas suficientes secciones pi o T. Luego, puede agregar un búfer de salida de amplificador operacional para hacer que su filtro sea un filtro de "un amplificador operacional" si por alguna razón desea hacerlo.

Pero los filtros de orden superior tienden a ser muy sensibles a pequeños cambios en los valores de los componentes, por lo que a menudo requieren ajustar manualmente cada circuito para lograr un buen rendimiento, y el rendimiento podría variar a medida que cambia la temperatura.

El beneficio de usar filtros activos es que el amplificador operacional permite una baja impedancia de salida y una alta impedancia de entrada, lo que reduce el efecto de carga de una etapa sobre la siguiente. Esto significa que puede conectar en cascada varios filtros de primer o segundo orden sin mucha interacción de una etapa a otra y reducir la necesidad de sintonización. Si intenta crear un filtro activo de orden superior en una etapa, está renunciando a una ventaja clave del uso de filtros activos.

Disculpe mi falta de experiencia, pero ¿qué es un "buen desempeño"? Si los valores de los componentes cambian, ¿empeora la atenuación o es solo la respuesta alrededor de las frecuencias de esquina lo que empeora?
El ancho de banda podría cambiar, la ganancia podría no ser constante en la banda de paso, la forma de la transición podría cambiar y tal vez podrían aparecer ondas de menor pérdida en la banda de parada.
Otra ventaja de usar amplificadores operacionales es que eliminan la necesidad de usar inductores.
En lugar de un búfer de salida opamp, ¿no sería deseable colocar las secciones del filtro Pi / T en la ruta de retroalimentación, de modo que se mejore la impedancia de entrada y salida? ¿O las múltiples etapas matan el margen de fase y causan inestabilidad?

Puede hacer un filtro de décimo orden usando un chip SOIC de 8 pines como el LTC1569-6

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Esto no utiliza amplificadores operacionales convencionales pero, de acuerdo con el espíritu de la pregunta y la respuesta de @thephoton, puede considerar que este chip cuenta como al menos un amplificador operacional (equivalente).

Justo donde iba a ir! Solo agregaré la advertencia de que existen algunas consideraciones de diseño para usar filtros de capacitores conmutados. La mayor es, por supuesto, la posibilidad de aliasing. Su reloj es su frecuencia de muestreo y debe prestar atención al Sr. Nyquist. El segundo es el filtrado del reloj, y la clara posibilidad de que necesite un filtro posterior para eliminar esto (aunque un RC suele ser suficiente)
@ScottSeidman No podría haberlo dicho mejor
¿A @ScottSeidman le importa explicar un poco más sobre el sangrado del reloj? No estoy seguro si debería abrir una pregunta para esto.
@ efox29 Creo que Scott se refiere al reloj de conmutación utilizado para este tipo de filtros. inevitablemente, un poco de la señal del reloj llega a la salida al igual que con un DAC, se producen pequeños fallos en la salida analógica al actualizar un valor DAC desde el sistema digital. Bastante fácil de eliminar.
@Andyaka ah, sí, he experimentado algo así con los filtros de tapa cambiados, solo pensé que así funcionaba. No me di cuenta de la causa. ¡Bueno saber! ¿Sería suficiente un RC? ¿Fc?
S@efox29, un RC suele ser lo suficientemente bueno, pero a veces se debe usar un segundo orden para evitar que altere la planitud del LPF que se está desconectando.
¿Cuál es la caída más pronunciada que se puede lograr para un paso bajo analógico construido con un solo amplificador operacional?
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