ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗВЕНА ФИЛЬТРА САЛЛЕНА-КИ

DESIGNING THE SALLEN-KEY FILTER LINK

Malyshev Igor Yurievich

Student, Department of Advanced Technology, MIREA - Russian Technological University,

Russia, Moscow

АННОТАЦИЯ

В представленном тексте рассматривается классическая схема активного фильтра второго порядка — звено Саллена–Ки. Описана его базовая структура, состоящая из двух резисторов, двух конденсаторов и операционного усилителя, а также исторический контекст его создания. Особое внимание уделяется универсальности схемы.

ABSTRACT

The presented text discusses the classical scheme of the second—order active filter, the Sallen–Key link. Its basic structure, consisting of two resistors, two capacitors and an operational amplifier, is described, as well as the historical context of its creation. Special attention is paid to the universality of the scheme.

Ключевые слова: звено Саллена-Ки, активный фильтр, операционный усилитель, фильтр второго порядка, частотная характеристика.

Keywords: Sallen-Key link, active filter, operational amplifier, second-order filter, frequency response.

Звено фильтра Саллена–Ки (или Саллена-Кея) — это схема активного электронного фильтра второго порядка, реализованная в виде электронной схемы с двумя резисторами, двумя конденсаторами и активным элементом (например, операционным усилителем). Назван в честь исследователей из Массачусетского технологического института Роя Саллена и Эдвина Ки, предложивших структуру такого фильтра в 1955 году [1].

Особенность звена заключается в том, что оно может быть настроено как фильтр нижних частот, так и как фильтр верхних частот. От выбора типа фильтра зависит расположение резисторов и конденсаторов в звене, что будет рассмотрено позже. Реализуется в виде электронной схемы с двумя резисторами, двумя конденсаторами и активным элементом (например, операционным усилителем). Для упрощения фильтры, описанные в статье, имеют коэффициент усиления в полосе пропускания, равный единице (0 дБ). Реальные фильтры Саллена-Кея могут иметь произвольный коэффициент усиления, задаваемый резистивным делителем напряжения в отрицательной обратной связи усилительного компонента. Звено фильтра Саллена-Ки нижних частот представлено на рисунке 1.

Рисунок 1. Звено фильтра Саллена-Ки нижних частот

Резистор R12 нужен в случае, если на входе необходим делитель напряжения на резисторах. Для проектирования фильтра верхних частот необходимо заменить расположения конденсаторов С и резисторов R в схеме (в таком случае, при использовании делителя напряжения на входе важно, что делители напряжения на конденсаторах и на резисторах отличаются друг от друга принципом работы и характеристиками).

Фильтры более высокого порядка могут быть реализованы включением нескольких фильтров последовательно, причём для реализации фильтра с нечётным порядком в цепочку фильтров включают по крайней мере один фильтр 1-го порядка [2].

Таким образом, звено Саллена–Ки представляет собой фундаментальную, гибкую и широко применяемую схему для построения активных фильтров второго порядка. Его ключевыми преимуществами являются структурная простота, возможность конфигурации как для низкочастотной, так и для высокочастотной фильтрации, а также лёгкость масштабирования в виде каскадного соединения для реализации фильтров с более строгими требованиями к крутизне спада АЧХ. Эта схема остаётся одной из основных в аналоговой схемотехнике при проектировании фильтров.

Список литературы:

1. Sallen, R. P.; E. L. Key (March 1955). "A Practical Method of Designing RC Active Filters". IRE Transactions on Circuit Theory. 2 (1): 74–85. doi:10.1109/tct.1955.6500159. S2CID 51640910.
2. Реализация фильтров на операционных усилителях: [электронный ресурс] // Studfile. – Электрон. дан. – [Б. м.], [Б. г.]. – URL: https://studfile.net/preview/12185440/page:3/ (дата обращения: 09.01.2026).