低通Sallen Key滤波器的高频馈通现象

如下图所示，是我们前面提到过的4元件SK型低通滤波器，基于TINA仿真器AC特性来看，从Gain/Phase频率响应曲线上可以看到，从430kHz开始，其增益不再继续下降，开始逐步上升，在10MHz达到-44.51dB。对于这种现象，称为SK低通滤波器的高频馈通现象，它使得低通滤波器在频率特别高的时候，滤波效果变差。

 

形成这种高频馈通现象的主要原因是因为SK滤波器结构本身导致，下图我们结合运算放大器内部等效模型，在信号输入频率很高的时候，运算放大器的开环增益急剧下降，导致等效的输出受控电压源Auo*uid急剧下降(甚至接近0)。这个时候，输入信号经过R1，以及在高频下几乎短路的C1达到运算放大器的输出端，和运算放大器的输出电阻形成分压，uo=ui*ro/(R1+ro)。

 

对于运算放大器的开环输出阻抗，和其输入信号的频率相关，一般在高频时可以达到百ohm级别，这样就会造成分压比不会太小，使得高频时滤波效果变差，相当于输入信号直接从输入端送达输出端，因此称为高频馈通。

避免这种高频馈通的方法主要有以下几种方式：

1. 选择MFB滤波器。

2. 使用带宽足够大的运放，此外如果选择更大的R1，高频馈通形成的分压比越小，对抑制高频馈通有利，当然从以上的分析我们也可以选择一个开环输出电阻较小的运算放大器(这种往往不及预期)。

3. 在SK滤波器后端增加一个无源低通，但该种方式会影响整个滤波器的性能以及DC特性。