このカスケードRCフィルター伝達関数の説明は間違っていますか?

Nov 30 2020

で、このページに、私は次のセクションにつまずいた、問題の部分を強調しました。

カスケードされたRCフィルターの応答全体が、各RCフィルターの伝達関数の乗算になるのはなぜですか?これを主張するために、それらの間に理想的な非反転バッファがあるべきではありませんか?

回答

4 TimWescott Nov 30 2020 at 10:01

あなたは絶対に正しいです。回路図のようにRCステージをカスケードするだけで、各ステージが他のステージをロードします。結果はステージ数に等しい次数のローパスフィルターになりますが、極は最終的に実数直線に沿って分布します。あなたが言及したバッファアンプなしでは、それらはほとんど上下に横たわることができません(つまり、それらはそのページで与えられた伝達関数に従うことができません)。

それはあなたがウェブ上で自称の専門家を信頼できないことを示しているだけです!

3 BrianDrummond Nov 30 2020 at 20:38

それは実際には嘘ではありませんが、間違いなく誤解を招くものです。

フルバージョンでは、各ブロックの伝達関数は、ソースインピーダンスと負荷インピーダンスを考慮せずに完全に定義されていません。

単一セクションの伝達関数の単純な形式

H(w)= 1 /(1 + jwRC)

0オームのソースから給電され、無限の負荷インピーダンスを駆動する場合にのみ当てはまります。

したがって、正しく述べているように、これをn乗することは、ステージ間にバッファー(Zin = inf、Zout = 0)がある場合にのみ正しくなります。

第2ステージのソースインピーダンスとして第1ステージ(およびその負荷インピーダンスとして第3ステージ)を考慮に入れると、全体的な応答は各セクションの積であるという記述が再び真になります。

しかし、数学はすぐにはるかに複雑になるため、Spiceシミュレーター...

しかし、いくつかの目的のために、次のことが可能に近似するR / 10をdecreeingことにより、精度のいくつかのレベルにこれをあることを0、及び10R無限大、およびR / 10 * 10C、Rと、同じRC製品と三つの段階をカスケード接続します* C、および10R * C / 10。

前のステージの各ステージの負荷を最小限に抑え、後続の各ステージのソースインピーダンスを最小限に抑えることで、これを目的のN次応答に近づけることができます。

私はこれをシミュレートして限界を見つけますが、現実的には2段階または3段階を超えてプッシュすることはできません。

いずれにせよ、それは大幅に過減衰されています。バッファを導入すると、2次セクションで周波数応答とダンピングをより適切に制御できる、はるかに最適な(SallenやKeyなどの)フィルタの領域に入ります。