集成解決方案使模擬濾波器設計變得簡單

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這篇文章的類似版本發表在 2009 年 10 月號的這篇文章的類似版本發表在 2009 年 10 月號的電子產品電子產品雜志上。雜志上。模擬濾波器在電子信號合成子系統中發揮著重要作用，為 ADC 提供抗混疊和噪聲濾波等功能，為 DAC 提供重構后濾波。1不同的設計規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合成子系統中發揮著重要作用，為 ADC 提供抗混疊和噪聲濾波等功能，為 DAC 提供重構后濾波。1不同的設計規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紋波通帶和單調滾降的線性相位響應。這些特性使貝塞爾濾波器成為時域應用的理想選擇。巴特沃斯低通濾波器在通帶中具有最平坦的頻率響應，具有比貝塞爾濾波器銳利得多的單調滾降。它們的相位響應隨頻率非線性變化。這些特性對基于振幅的應用沒有任何問題。最后，橢圓低通濾波器具有幾乎平坦的通帶響應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用。貝塞爾低通濾波器提供具有無紋波通帶和單調滾降的線性相位響應。這些特性使貝塞爾濾波器成為時域應用的理想選擇。巴特沃斯低通濾波器在通帶中具有最平坦的頻率響應，具有比貝塞爾濾波器銳利得多的單調滾降。它們的相位響應隨頻率非線性變化。這些特性對基于振幅的應用沒有任何問題。最后，橢圓低通濾波器具有幾乎平坦的通帶響應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用。連續時間有源濾波器的設計和構造提出了巨大的設計挑戰，需要使用多個高性能運算放大器，周圍環繞著許多匹配的緊容差無源元件。設計挑戰包括選擇最佳濾波器配置，以及使用專用軟件進行濾波器合成。2 一種更簡單的方法可能包括使用高度集成的 SCF（開關電容濾波器）——此類電路可以減少組件數量，使調整濾波器和調整系統功率變得更加容易。本文將檢查過濾器實現，首先使用連續時間過濾器，然后使用 SCF 方法來顯示性能和復雜性的差異。連續時間有源濾波器的設計和構造提出了巨大的設計挑戰，需要使用多個高性能運算放大器，周圍環繞著許多匹配的緊容差無源元件。設計挑戰包括選擇最佳濾波器配置，以及使用專用軟件進行濾波器合成。2 一種更簡單的方法可能包括使用高度集成的 SCF（開關電容濾波器）——此類電路可以減少組件數量，使調整濾波器和調整系統功率變得更加容易。本文將檢查過濾器實現，首先使用連續時間過濾器，然后使用 SCF 方法來顯示性能和復雜性的差異。如前所述，由于其特性，貝塞爾濾波器非常適合時域應用，因為它們在示波器/分析儀類型的測量中沒有失真。然而，完美特性濾波器的代價是設計人員必須構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）以實現適當水平的阻帶衰減。如前所述，由于其特性，貝塞爾濾波器非常適合時域應用，因為它們在示波器/分析儀類型的測量中沒有失真。然而，完美特性濾波器的代價是設計人員必須構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）以實現適當水平的阻帶衰減。圖 1圖 1