Multiple Feedback 三阶低通滤波器

Multiple Feedback Low-Pass Filter (3rd order)

三阶多重反馈低通:R1/R2/R3 串联进反相端,C1/C2 逐级对地,R4 从 R2/R3 中点反馈到输出,C3 跨接反相端与输出。反相结构,直流增益 K = −R4/(R1+R2),滚降 -60 dB/十倍频。

参数说明 · 9 条
元件位置(对照电路图)
R1 从输入到 A 点,C1 是 A 点对地电容;R2 从 A 到 B 点,C2 是 B 点对地电容;R3 从 B 点进反相端;R4 从 B 点跨接到输出;C3 跨接在反相端与输出之间。运放同相端接地(反相结构)。
反相增益
直流增益 K = −R4/(R1+R2)。设计模式输入幅度 |K|,R4 按 (R1+R2)/|K| 求解。
多重反馈
R4 与 C3 构成两条反馈路径,"多重反馈"由此得名。相比 Sallen-Key(同相),MFB 对运放增益带宽要求更低、高频抑制更好,但输入阻抗偏低(≈R1)。
设计说明
设计模式给出精确解:四个分母系数同时命中 fc1/fc2/ζ/|K|。C3 需明显小于 C2(如 C2/100),否则可能无解。E24 圆整后建议回仿真模式复核。
与 SK 三阶低通对比
SK 同相、输入阻抗高、增益 ≥ 1;MFB 反相、增益可小于 1、元件灵敏度低。两者滚降相同,按前级驱动能力与增益需求选择。
-3 dB 截止频率
输出幅度降到通带 1/√2(≈70.7%)的频率点,功率恰好减半,图中以圆点标出。
Q(品质因数)
衡量谐振尖锐程度:Q = 0.707 时二阶响应最平坦(巴特沃斯);Q 越大峰越高、过渡带越陡,但元件灵敏度也随之升高。
ζ(阻尼系数)
与 Q 互为倒数关系 ζ = 1/(2Q),部分资料以 ζ 给参数,换算后填 Q 即可。
E24 标称系列
实际电阻/电容只能买到标称值。设计结果给出解析值与最接近的标称值,偏差一栏可直接判断是否可接受。