ZHCAC38D July   2000  – February 2023

 

  1.   摘要
  2.   商标
  3. 1 引言
  4. 2 滤波器特性
  5. 3 二阶低通滤波器标准形式
  6. 4 数学知识回顾
  7. 5 示例
    1. 5.1 二阶低通巴特沃斯滤波器
    2. 5.2 二阶低通贝塞耳滤波器
    3. 5.3 具有 3dB 纹波的二阶低通切比雪夫滤波器
  8. 6 低通 Sallen-Key 架构
  9. 7 低通多反馈 (MFB) 架构
  10. 8 级联滤波器级
  11. 9 滤波器表
  12. 10示例电路仿真结果
  13. 11非理想电路运行
    1. 11.1 非理想电路运行：Sallen-Key
    2. 11.2 非理想电路运行：MFB
  14. 12有关元件选择的注释
  15. 13结论
  16.   A 滤波器设计规范
    1.     A.1 Sallen-Key 设计简化
      1.      A.1.1 Sallen-Key 简化 1：将滤波器元件设置为比率
      2.      A.1.2 Sallen-Key 简化 2：将滤波器元件设置为比率和增益 = 1
      3.      A.1.3 Sallen-Key 简化 3：将电阻器设置为比率，并将电容器设置为相等
      4.      A.1.4 Sallen-Key 简化 4：将滤波器元件设置为相等
    2.     A.2 MFB 设计简化
      1.      A.2.1 MFB 简化 1：将滤波器元件设置为比率
      2.      A.2.2 MFB 简化 2：将滤波器元件设置为比率和增益 = –1
  17.   B 更高阶滤波器
    1.     B.1 五阶低通巴特沃斯滤波器
    2.     B.2 六阶低通贝塞耳滤波器
  18.   C 修订历史记录

2 滤波器特性

如果存在理想的低通滤波器，它将完全消除高于截止频率的信号，并出色地传递低于截止频率的信号。在实际滤波器中，需要进行各种权衡，以获得给定应用的更佳性能。

巴特沃斯滤波器称为最大平坦幅度响应滤波器，针对通带内的增益平坦度进行了优化。在截止频率处，衰减为 –3dB。高于截止频率时，衰减为 –20dB/十倍频程/阶。巴特沃斯滤波器对脉冲输入的瞬态响应表现出适度的过冲和振铃。

贝塞耳滤波器经过优化，可实现更长的平坦延时时间（或恒定群延迟）。这意味着它们对脉冲输入具有线性相位响应和出色的瞬态响应。这以通带平坦度和滚降速率为代价。截止频率定义为 –3dB 点。

切比雪夫滤波器设计为在通带中具有纹波，但在截止频率之后滚降更陡。截止频率定义为响应低于纹波频带时的频率。对于给定的滤波器阶，可通过允许更多的通带纹波来实现更陡的截止频率。与巴特沃斯滤波器相比，切比雪夫滤波器对脉冲输入的瞬态响应表现出更多的过冲和振铃。

在构建滤波器时，可以使用两种拓扑：Sallen-Key 拓扑，这是一种非反相电路；或者多反馈 (MFB) 拓扑，这种拓扑会创建一个反相二阶级电路。更多有关 Sallen-Key 和 MFB 滤波器的信息，请参阅滤波器设计器工具或滤波指导手册。