Filtro pasabanda activo de un solo extremo

Question

He diseñado un filtro pasabanda activo basado en el descrito en este artículo http://www.bu.edu/eng/courses/ek307/documents/ActiveFilterNotes.pdf (sección 13.3.4). Sin embargo, quiero usar una alimentación de un solo extremo, y quiero usar una configuración no inversora. He diseñado un circuito (abajo) y ejecutar algunas simulaciones de especias, y todo está funcionando bien.

Pero entonces me di cuenta de que R3 está conectado al raíl negativo (GND) y no a mi tierra virtual (Vcc/2). Mi instinto me dice que R3 debe terminar en Vcc/2, pero después de algunos experimentos he encontrado que no importa donde va - tierra, Vcc, Vcc/2, 10 megavoltios - no hay diferencia.

¿Cómo puede ser eso? ¿Alguien puede explicar exactamente lo que está pasando aquí? ¿Estoy en lo cierto que R3 debe terminar en Vcc/2?

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

Answer 1

Para el funcionamiento con una sola fuente de alimentación, el punto de funcionamiento de CC debe estar al 50% de la tensión de alimentación. Eso es lo que has hecho con Vcc/2 conectado a la entrada no inversora del circuito del amplificador óptico que tiene una ganancia de CC positiva de la unidad. Todos los demás nodos no se ven afectados por el modo de alimentación única. En particular, conectar R3 a una tensión positiva no cambiaría nada porque (en condiciones de estado estacionario) los condensadores conectados al otro nodo de R3 no pueden permitir ninguna corriente continua.

Sin embargo, hay que tener en cuenta que la respuesta clásica de paso de banda sólo se puede obtener si la entrada de la señal se conecta al nodo izquierdo de R3 (en lugar de a tierra). En este caso, el circuito proporciona la respuesta clásica de paso de banda inversa (topología de retroalimentación múltiple). Véase Fig. 13-15 en el documento de referencia. La alimentación de la señal de entrada en el nodo de entrada no inversor (como en tu caso) permite una ganancia mínima en la banda de parada de la unidad solamente (¡no hay respuesta de paso de banda con sólo un cero en el origen)! En cambio, tu diseño da dos ceros reales negativos.

Si quieres una configuración no inversora, recomiendo utilizar una topología Sallen-Key de segundo orden con una etapa de ganancia fija (ganancia unitaria o ganancia de dos).