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集成解決方案使模擬濾波器設(shè)計(jì)變得簡(jiǎn)單

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這篇文章的類似版本發(fā)表在 2009 年 10 月號(hào)的這篇文章的類似版本發(fā)表在 2009 年 10 月號(hào)的電子產(chǎn)品電子產(chǎn)品雜志上。雜志上。模擬濾波器在電子信號(hào)合成子系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，為 ADC 提供抗混疊和噪聲濾波等功能，為 DAC 提供重構(gòu)后濾波。1不同的設(shè)計(jì)規(guī)范和要求決定了特定濾波器配置的使用。最流行的濾波器包括 Bessel、Butterworth 和 elliptic。模擬濾波器在電子信號(hào)合成子系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，為 ADC 提供抗混疊和噪聲濾波等功能，為 DAC 提供重構(gòu)后濾波。1不同的設(shè)計(jì)規(guī)范和要求決定了特定濾波器配置的使用。最流行的濾波器包括 Bessel、Butterworth 和 elliptic。貝塞爾低通濾波器提供具有無(wú)紋波通帶和單調(diào)滾降的線性相位響應(yīng)。這些特性使貝塞爾濾波器成為時(shí)域應(yīng)用的理想選擇。巴特沃斯低通濾波器在通帶中具有最平坦的頻率響應(yīng)，具有比貝塞爾濾波器銳利得多的單調(diào)滾降。它們的相位響應(yīng)隨頻率非線性變化。這些特性對(duì)基于振幅的應(yīng)用沒(méi)有任何問(wèn)題。最后，橢圓低通濾波器具有幾乎平坦的通帶響應(yīng)和極其陡峭的滾降特性。橢圓濾波器非常適合基于振幅的抗混疊應(yīng)用。貝塞爾低通濾波器提供具有無(wú)紋波通帶和單調(diào)滾降的線性相位響應(yīng)。這些特性使貝塞爾濾波器成為時(shí)域應(yīng)用的理想選擇。巴特沃斯低通濾波器在通帶中具有最平坦的頻率響應(yīng)，具有比貝塞爾濾波器銳利得多的單調(diào)滾降。它們的相位響應(yīng)隨頻率非線性變化。這些特性對(duì)基于振幅的應(yīng)用沒(méi)有任何問(wèn)題。最后，橢圓低通濾波器具有幾乎平坦的通帶響應(yīng)和極其陡峭的滾降特性。橢圓濾波器非常適合基于振幅的抗混疊應(yīng)用。連續(xù)時(shí)間有源濾波器的設(shè)計(jì)和構(gòu)造提出了巨大的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，需要使用多個(gè)高性能運(yùn)算放大器，周圍環(huán)繞著許多匹配的緊容差無(wú)源元件。設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)包括選擇最佳濾波器配置，以及使用專用軟件進(jìn)行濾波器合成。2 一種更簡(jiǎn)單的方法可能包括使用高度集成的 SCF（開(kāi)關(guān)電容濾波器）——此類電路可以減少組件數(shù)量，使調(diào)整濾波器和調(diào)整系統(tǒng)功率變得更加容易。本文將檢查過(guò)濾器實(shí)現(xiàn)，首先使用連續(xù)時(shí)間過(guò)濾器，然后使用 SCF 方法來(lái)顯示性能和復(fù)雜性的差異。連續(xù)時(shí)間有源濾波器的設(shè)計(jì)和構(gòu)造提出了巨大的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，需要使用多個(gè)高性能運(yùn)算放大器，周圍環(huán)繞著許多匹配的緊容差無(wú)源元件。設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)包括選擇最佳濾波器配置，以及使用專用軟件進(jìn)行濾波器合成。2 一種更簡(jiǎn)單的方法可能包括使用高度集成的 SCF（開(kāi)關(guān)電容濾波器）——此類電路可以減少組件數(shù)量，使調(diào)整濾波器和調(diào)整系統(tǒng)功率變得更加容易。本文將檢查過(guò)濾器實(shí)現(xiàn)，首先使用連續(xù)時(shí)間過(guò)濾器，然后使用 SCF 方法來(lái)顯示性能和復(fù)雜性的差異。如前所述，由于其特性，貝塞爾濾波器非常適合時(shí)域應(yīng)用，因?yàn)樗鼈冊(cè)?a target='_blank' class='arckwlink_none'>示波器/分析儀類型的測(cè)量中沒(méi)有失真。然而，完美特性濾波器的代價(jià)是設(shè)計(jì)人員必須構(gòu)建更高階的貝塞爾濾波器（具有比巴特沃斯或橢圓濾波器更多的極點(diǎn)）以實(shí)現(xiàn)適當(dāng)水平的阻帶衰減。如前所述，由于其特性，貝塞爾濾波器非常適合時(shí)域應(yīng)用，因?yàn)樗鼈冊(cè)谑静ㄆ?分析儀類型的測(cè)量中沒(méi)有失真。然而，完美特性濾波器的代價(jià)是設(shè)計(jì)人員必須構(gòu)建更高階的貝塞爾濾波器（具有比巴特沃斯或橢圓濾波器更多的極點(diǎn)）以實(shí)現(xiàn)適當(dāng)水平的阻帶衰減。圖 1圖 1