TI中文支持网Other Parts Discussed in Thread:TLV07
我有一个传感器由24V直流供电，同时该探头也会输出2Hz到5000Hz的交流信号，我想设计一个滤波电路来滤除5000Hz以上的杂波信号而且要保证2~5000范围内的信号电压衰减小于5%，我也需要把24V直流信号隔离掉。但是如果直接加电容隔离直流的话就会存在低频（包含2Hz）信号被衰减。如何设计一个电路能保证2-5000Hz信号安全通过，又能衰减5K以上信号，且又能过滤掉直流24V？
Cherry Zhou：
您好，您的问题我们需要升级到英文论坛寻求帮助，有答复尽快给到您。
,
大海：
非常感谢您的帮助，我这个问题比较急切。有了消息麻烦你及时回复下我。再次谢谢您啊
,
Cherry Zhou：
大海 said:我有一个传感器由24V直流供电
请问您使用的传感器型号是？
,
大海：
传感器你可以理解成类似麦克风mic一样的东西,它有两根线Signal,GND.其中signal引脚既是供电V+引脚又能输出电压信号。
,
Cherry Zhou：
您好，
我们有一个在线 FilterPro 工具可以实现您的需求。
https://webench.ti.com/filter-design-tool/filter-response
我们还有以前的离线 FilterPro 工具。 如果您需要的话我们也可以发送给您。
但目前我们需要了解有关2Hz 到5000Hz 之间带通滤波器的其他信息。
1.在3dB 极点区域附近的2Hz 和5kHz 频率下，您的需求是什么？ 在 BP 区域，衰减需要低于输入信号的5%。
2.您希望5kHz 后衰减哪些杂散信号？我们需要知道频率范围和衰减水平，它决定了滤波器类型(5kHz 后的二阶、三阶或更高阶 LPFS 等)。
工程师通过将 HPF 和 LPF 组合，从而使一个 BPF 组合在一起。
https://e2e.ti.com/cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/14/3005.2_2D00_5kHz-TLV07-Active-BPF-07252023.TSC
还请您提供尽可能详细的需求，这样工程师可以更好地帮助您。
,
大海：
您好，因为我这个探头是接收震动信号的，震动信号的正常范围大概在2Hz到5000Hz之间。但异常高频震动信号可能会叠加进去，另外DCDC的干扰也怕会混进去。总的来说就是必须要保证2Hz到5000HZ这这个区间的信号衰减必须小于0.5%。我对这个滤波知识仅限于简单应用，可能表达不清楚。不知您们有没有这方面进阶的相关资料啊，我想学习下。这样和您们沟通也简单点。谢谢啊！
,
大海：
忘记了说了，从这个看您们给的是2Hz和5000Hz的条件都是-3dB时。那通过2Hz和5000Hz信号时，它们的信号幅值都衰减到了0.7倍了，这不能满足我的0.5%要求。我说的0.5%举例：假如一个正弦信号幅值是1V，通过这个滤波电路后信号幅值最低要达到1*0.95=0.95V
即[2Hz，5000Hz]这个频率区间所有的信号都必须满足幅值衰减小于等于0.5%，换算成衰减就是-0.446dB
,
Cherry Zhou：
大海 said:总的来说就是必须要保证2Hz到5000HZ这这个区间的信号衰减必须小于0.5%。
我们可以调整有源滤波器参数并满足附加要求。 工程师正在尝试使 BPF 尽可能地窄来以满足您的要求。 如果 BPF 增加，就可以轻松满足要求，但也可能使无用的 BP 信号进入。
OPA187.2-5kHz Active BPF 07262023.TSC
下面是 TLV07运算放大器的低成本方案：
以上方案都使用在线滤波器设计工具，将 LPF 和 HPF 放在一起，并且根据滤波器设计拓扑使用 MFB 滤波器配置。
https://webench.ti.com/filter-design-tool/filter-response
https://www.ti.com/lit/an/sloa049d/sloa049d.pdf?ts=1690294116328&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F
https://www.ti.com/lit/an/sboa230/sboa230.pdf?ts=1690304418160&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F
https://www.ti.com/lit/an/snoa387c/snoa387c.pdf?ts=1690378104138&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F
,
大海：
感谢您的帮助，我想这对我颇有帮助和收获！你们的在线设计工具里有个带通滤波器，里面需要设置好几个参数，但是有好些参数我都不懂，就不知道怎么使用了。能麻烦您讲解下吗？或是有没有使用指南？
,
大海：
还有一点，就是这个震动探头的输出信号是交流信号，电压可能是正可能是负的。信号幅值不会超过5V。使用单电源的运放滤波会不会有影响？
,
Cherry Zhou：
大海 said:你们的在线设计工具里有个带通滤波器，里面需要设置好几个参数，但是有好些参数我都不懂，就不知道怎么使用了。能麻烦您讲解下吗？或是有没有使用指南？
具体哪些参数您不太懂能说下吗？这样我们可以更好地帮助您。
,
Cherry Zhou：
您好，
大海 said:你们的在线设计工具里有个带通滤波器，里面需要设置好几个参数，但是有好些参数我都不懂，就不知道怎么使用了。能麻烦您讲解下吗？或是有没有使用指南？
以上回复中给您分享了两个应用参考设计。 TI 网站和 youtube.com 上提供了大量的设计信息，但其中许多信息并不是特定于您的问题来设计的。
工程师在 BFP 中使用了 MFB 二阶设计。 以下视频可能会对您有所帮助：
https://www.youtube.com/watch?v=L-V4sIJ9SNQ
https://www.ti.com/video/6165744706001
大海 said:就是这个震动探头的输出信号是交流信号，电压可能是正可能是负的。信号幅值不会超过5V。使用单电源的运放滤波会不会有影响？
MFB 采用双电源轨设计，它将响应摆动到 GND 上下(在该问题中)的交流信号。
以下是 FilterPro 的副本，它是基于 PC 的 FilterPro 工具(离线工具，我们最近在驱动器中找到了该副本)。 安装后您可以使用该工具来浏览一些内容。
FilterPro.zip
https://www.ti.com/lit/an/sbfa001c/sbfa001c.pdf?ts=1690849873288&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F
,
大海：
你好，抱歉没有回复你消息！我看了你设计的电路。这让我在思考一个问题。图片显示了2Hz处拥有很好的通过性，但同时以致于1m到2Hz间还是有信号通过。这样设计低至2HZ到5000hz的带通滤波器究竟有没有意义。能否直接设计成低通滤波器了。例如5K 的截至频率。对于2Hz到5K的带通滤波器和5K截至的低通滤波器实际上有无区别？不知道我是否表述清楚了我的疑问
,
Cherry Zhou：
我们确认下看看吧。
,
Cherry Zhou：
大海 said:但同时以致于1m到2Hz间还是有信号通过。
是的，因为您并未指定任何设计要求。 从1MHz 到2Hz，滤波器的衰减大约为+40dB/十倍频程。 这意味着，在0.02Hz 时，0.2Hz 信号将在-40dB 处衰减，在-80dB 处衰减，0.002Hz 或2MHz 时衰减约-120dB。 当无用信号接近2Hz 范围时，衰减的信号振幅会更小。
工程师建议使用的滤波器是二阶 MFB BP 滤波器。 当频率大于5kHz 范围时也是如此，它将衰减到-40dB/十倍频程。
您可以设计更高阶滤波器，但工程师这边需要满足滤波器设计要求。
大海 said:我想设计一个滤波电路来滤除5000Hz以上的杂波信号而且要保证2~5000范围内的信号电压衰减小于5%，我也需要把24V直流信号隔离掉。但是如果直接加电容隔离直流的话就会存在低频（包含2Hz）信号被衰减。如何设计一个电路能保证2-5000Hz信号安全通过，又能衰减5K以上信号，且又能过滤掉直流24V？
这不是滤波器设计要求。 从您以上的陈述中，我们可以知道你希望有2Hz 至5kHz 间相当平坦的频率响应，但是您并没有给出应用对于 HPF 和 LPF 陡峭程度的要求。
如果要滤除2MHz 范围频率、-120dB 应该就足够了。 如果您希望消除0.02Hz 范围内的噪声，-40dB 可能足够，但也可能还不够。 它取决于这些噪声的幅度。 低交流信号是否通过24V 直流电源提供？ 24V 直流电源的噪声纹波和频率响应是多少？
