使用供應(yīng)商提供的多反饋（MFB）低通有源濾波器工具到底有什么好處？讓我們深入探討來獲得答案。
在此在線設(shè)計工具精確度的探索中，市場上4種供應(yīng)商工具針對相對簡單的二階低通濾波器給出的RC值，是以MFB拓撲實現(xiàn)的。本文將使用這些值進行仿真，以對所得濾波器形狀與理想目標進行比較，得出每個方案的擬合誤差。標稱擬合誤差是由RC的標準值約束和有限放大器的增益帶寬積（GBW或GBP）所引起。使用相同運放模型得到的每個RC方案的輸出點和積分噪聲結(jié)果，由于電阻大小和噪聲增益峰值差異而略有不同。
MFB濾波器內(nèi)的噪聲增益形狀由期望的濾波器形狀和噪聲增益零點所產(chǎn)生。由于特定RC方案給出的噪聲增益零點不同，不同方案的峰值噪聲增益差異很大。設(shè)計示例將對這些差異進行說明，同時還會顯示對于不同工具得出的RC方案，其最小帶內(nèi)環(huán)路增益（LG）的差異。
標稱增益響應(yīng)與理想響應(yīng)的擬合誤差
有許多方法可以評估擬合誤差。所有這些工具在大部分頻率范圍內(nèi)得到的響應(yīng)形狀非常相近，其中大部分偏差發(fā)生在響應(yīng)的峰值附近。一種簡單的擬合衡量標準是，將每個實現(xiàn)電路得出的f0和Q與其理想目標進行比較，得出它們的百分比誤差。然后求這兩個誤差的均方根值（RMS），得到一個組合誤差指標。
無論設(shè)計選用何種運放，ADI工具都允許下載仿真數(shù)據(jù)——這里是LTC6240。為繼續(xù)比較不同方案的噪聲和環(huán)路增益，將RC方案移植到TINA，同時使用LMP7711作為每個方案的噪聲仿真的公共運放。由于ADI工具也用于一種稍微不同的濾波器形狀（1．04dB峰值vs其它工具中的1．0dB），因此，為了比較，首先將其響應(yīng)擬合結(jié)果隔離出來。
ADI目標響應(yīng)形狀：
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使用圖1中的電路（以及顯示的RC編號），這兩種ADI解決方案將在ADI工具中使用LTC6240和在TINA中使用LMP7711進行仿真（圖1是使用LMP7711的TINA設(shè)置）。實現(xiàn)有效擬合比較的關(guān)鍵要求是運放的真正單極點開環(huán)增益帶寬積。使用TINA模型測試LMP7711 Aol（開環(huán)增益）響應(yīng)顯示出26MHz GBW的結(jié)果，而其報告值為17MHz GBW。在仿真之前，該模型被修改為17MHz（在宏中將C2從20pF增加到33．3pF），使獲得的結(jié)果可與ADI工具所得LTC6240仿真數(shù)據(jù)相比較。為便于Aol測試，LTC6240并未出現(xiàn)在TINA庫中，但我們假定其符合數(shù)據(jù)手冊中的GBW ＝ 18MHz。
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圖1：在TINA中給出ADI未調(diào)整GBW的RC值并使用LMP7711的有源濾波器仿真。
與目標不匹配的第一級是標準電阻值選擇。有5個RC值可以選擇，但只有3個設(shè)計目標，通常先選出E24（5％步長）電容值，然后對3個設(shè)計目標得到E96（1％步長）精確電阻的最終結(jié)果。這些值可以放入理想（無限GBW）的公式中，以便先評估此步驟預期有多少誤差。先選擇標準電容值，3個電阻精確方案的標準值會高于和低于精確結(jié)果。雖然在當前這些工具中不太可能實現(xiàn)，但未來可對高于或低于精確值的8個標準值排列進行擬合接近度測試，然后從準確值“轉(zhuǎn)到”錯誤最少的標準值。更常見的情況是，3個精確值電阻分別選用與其最接近的標準值。根據(jù)精確值最初與標準E96電阻值接近的程度，擬合誤差有一定的隨機性。
接下來可以將這些值應(yīng)用于有限GBW運放模型，并在應(yīng)用RC容差之前進行仿真，以得出最終標稱擬合誤差。表1總結(jié)了從使用LTC6240模型的ADI工具下載的數(shù)據(jù)以及從使用改進的GBW LMP7711模型的TINA下載的數(shù)據(jù)。請注意，使用這些標稱標準RC值，沒有哪個有限GBW運放仿真能達到1％以內(nèi)的期望的100kHzf－3dB頻率。
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表1 ：ADI目標和方案的擬合誤差結(jié)果一覽。
理想的運放值假定有無限的GBW，其誤差僅由所選標準電阻值引起。經(jīng)GBW調(diào)整的RC值不能應(yīng)用于理想公式，因為其目標似乎不對。使用實際運放模型顯示標稱結(jié)果，沒有為GBW調(diào)整RC值，得到3．4％至4．2％的較大均方根誤差。這是因為本設(shè)計選擇了一款超低GBW器件。ADI GBW調(diào)整后的RC值大大改善了這種情況，使fo和Q的標稱均方根誤差僅為1．2％至1．8％。正如預期的那樣，它們比選用E96標準電阻值的0．41％誤差略有升高。圖2對這些仿真結(jié)果與理想值進行了比較，在峰值附近做了放大。
