Zrozumienie ładowania początkowego w analogowych filtrach aktywnych

„ Bootstrapping ” jest powszechną techniką w (analogowych) filtrach aktywnych, gdzie wyjście filtra jest przekazywane z powrotem do węzła, który w innym przypadku byłby podłączony do ziemi.

Na przykład topologia klucza Sallen zaczyna się od dwóch odcinków L RC, po których następuje bufor wzmocnienia jedności. Następnie wyjście bufora jest również podłączone do podstawy pierwszej sekcji L (C3 na poniższym schemacie). Mówi się, że „ładuje” ten węzeł.

Oto inny przykład ze starej notatki aplikacji National Semiconductor , w której węzeł uziemienia filtra wycinającego Twin-T jest „ładowany”, aby znacznie zwiększyć Q filtra:

Jak intuicyjnie zrozumieć działanie „bootstrap”?

Prostszym przykładem może być popychacz tranzystora, w którym ładowanie jest stosowane w celu zwiększenia impedancji wejściowej. Zwykle na impedancję wejściową wpływają (zmniejszone) rezystory polaryzacji R1 i R2.

Poprzez zastosowanie części wyjścia z powrotem do rezystora szeregowego R3 impedancja wejściowa jest zwiększana, ponieważ takie samo napięcie (lub prawie) pojawia się po obu stronach R3, przez co przepływa przez niego niewielki prąd, a działanie rezystorów polaryzacji jest zmniejszone.

Przy aktywnych filtrach sytuacja jest bardziej skomplikowana z powodu przesunięcia fazowego. Curd podaje wyjaśnienie, które można zastosować również do filtrów pasmowoprzepustowych, ale nie jestem pewien, czy istnieje rozsądny sposób intuicyjnego zrozumienia, jak to działa w przypadku S&K LPF. Być może inni wiedzą inaczej!

Sygnał sinusoidalny przechodzący przez filtr Notch T jest przesunięty fazowo.

Zatem ładowanie oznacza podłączenie punktu normalnie podłączonego do GND do sygnału przesuniętego w fazie buforowanej.
Tak więc sygnał o częstotliwości karbu (lub blisko niego) musi nie tylko działać przeciwko GND, ale przeciwko swojemu własnemu przeciwieństwu (sygnał ujemny).

Poprawia to filtr (wyższe Q) zgodnie z opisem w notatce aplikacji.