Понимание начальной загрузки в аналоговых активных фильтрах

« Начальная загрузка » является распространенным методом в (аналоговых) активных фильтрах, где выходной сигнал фильтра возвращается обратно в узел, который в противном случае был бы подключен к земле.

Например, топология Sallen Key начинается с двух L-секций RC, за которыми следует буфер с единичным усилением. Затем выход буфера также соединяется с основанием первой L-секции (C3 на следующей схеме). Это называется «начальной загрузкой» этого узла.

Вот еще один пример из старой заметки приложения National Semiconductor , в которой заземляющий узел режекторного фильтра Twin-T «загружен», чтобы значительно увеличить добротность фильтра:

Как я могу интуитивно понять работу «начальной загрузки»?

Более простым примером может служить транзисторный повторитель напряжения, в котором для увеличения входного сопротивления используется начальная настройка. Обычно на входное сопротивление значительно влияют (уменьшаются) резисторы смещения R1 и R2.

При подаче части выходного сигнала обратно на последовательный резистор R3 входной импеданс увеличивается, поскольку на обеих сторонах R3 появляется одинаковое (или почти равное) напряжение, поэтому через него протекает небольшой ток, и эффект резисторов смещения уменьшается.

С активными фильтрами ситуация усложняется из-за фазового сдвига. Творог дает объяснение, которое также может быть применено к полосовым фильтрам, но я не уверен, что есть какой-то разумный способ интуитивно понять, как это работает в случае S & K LPF. Возможно, другие знают другое!

Синусоидальный сигнал, проходящий через Т-образный фильтр, сдвинут по фазе.

Таким образом, начальная загрузка означает подключение точки, обычно подключенной к GND, к буферизованному сдвинутому по фазе сигналу.
Таким образом, сигнал на частоте надреза (или около нее) должен работать не только против GND, но и против собственной противоположности (отрицательный сигнал).

Это улучшает фильтр (более высокое значение Q), как описано в примечании к приложению.