非理想运放构建的低通滤波电路优化设计
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3 两种滤波器模型的相关特性仿真
由于滤波器系统的调节时间相当于一个非线性环节，因而滤波器系统的参数R3，R4，C3，C4的连续变化可以导致调节时间的不连续变化。下面就分别针对理想和非理想的两种情形分别进行仿真。为研究系统的调节时间，这里采用的输入为阶跃信号。非理想运放采用AD公司OP37参数。首先选取满足条件的放大系数K。根据前面分析知滤波器的反馈环节应满足式(6)。这里假设R4=MxR3；C4=NxC3；所以条件化简为式：
K(1+M)N+1 (10)
分别针对4种情况进行仿真如下：对于给定的一个截止频f0，以其中一个参数为变量，这里取为R3。将R3在较大的范围内取值，记录两种运放构成滤波器的2％调节时间并进行对比。
当M1，N>1时，这里任取R4=0．5R3，C4=2C3，所以式(10)中K4。这里取R5=1 K，R6=1．2 K，显然满足式(10)。图3中情形一可以看出当R3取值为10 kΩ附近时，两种模型调节时间最接近。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/201809/388678.htm
当M>1，N1：选取R4=1．5R3，C4=0．8C3，式(10)中K3。取R5=1 kΩ，R6=1．2 kΩ，算数据得R3大概取10 K到50 K之间时且最优化值为20 K。
当M1，N1，选取R4=0．8R3，C4=0．9C3则K2．62，这时仍取R5=1 K，R6=1．2 K。据记录数据得大概取R3为10 K时，两种调节时间最为接近。
当M>1，N>1：取R4=1．2R3，C4=1．2C3，则K3．64，取R5=1K，R6=1．2 K。根据记录数据得大概取R，为30 Ω时，两种滤波器调节时间最为接近。
这时两种模型调节时间最接近时的R3取值即可认为是最优电阻值，其它电路参数值根据关系式也依次取波器。此时针对理想和非理想两种运放构建的低通滤波器得波特图如下图4示。从图中可以看出，对于非理想运算放大器构建的低通滤波器当外围参数选得最优值时，在低频范围内其幅频响应能够很好地与理想运放构成的低通滤波电路的幅频响应重合，从而可以验证了上述方法的可行性。
4 结束语
文中以非理想运算放大器构建的低通滤波电路模型为基础，研究了滤波器的调节时间与外围参数的关系。得出了一种非理想运算放大器构建滤波器系统时选取器件最优参数值的方法。实验结果证明了该方法的可行性。本文的意义在于给非理想运算放大器构建低通滤波器的优化设计提供了一种指导方法，实际中具有较大的应用价值。
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