Схемы операционных усилителей второго порядка

Рассмотрим аудиосистему, в которой используется фильтр нижних частот второго порядка для устранения нежелательного высокочастотного шума в аудиосигнале.

Эта конфигурация включает в себя схему операционного усилителя второго порядка с конфигурацией последователя напряжения и два узла, состоящих из двух элементов хранения.

Применение современного закона Кирхгофа к этим узлам дает два дифференциальных уравнения.

Кроме того, напряжение на конденсаторе обратной связи равно напряжению резистора за вычетом напряжения другого конденсатора.

Эти уравнения могут быть использованы для исключения напряжения конденсатора из уравнения KCL в первом узле.

В результате получается характеристическое дифференциальное уравнение второго порядка.

Решение этого дифференциального уравнения охватывает как переходные, так и стационарные отклики.

Переходная характеристика со временем рассеивается и напоминает решение для цепей без источника в сценариях с избыточным, недостаточным демпфированием и критическим демпфированием.

Когда цепь переходит в устойчивое состояние, ток не протекает через конденсаторы или резисторы, а входные клеммы идеального операционного усилителя препятствуют прохождению тока. В результате установившаяся характеристика соответствует напряжению источника.

Исключение входного напряжения источника приводит к чисто переходной характеристике.