无源接口滤波与线性有源滤波器设计的综合应用设计

几乎每个电子系统都有滤波器，无论是无源的，有源的还是数字的。工程师通常开始在心里就决定了滤波器的频率响应和类型。从设计规范阶段开始，工程师就应该明确每个滤波器所需要的频率响应，振幅比频率的斜率，以及是低通还是高通滤波器，是带通还是陷波滤波。可能需要限制滤波器溢出现有的电源电压;这是特别重要的，例如系统要在像MP3播放器一样的便携式应用中使用低电压电池的情况。当电源电压，频率类型和响应决定后，下一步就是将响应曲线所需要的特征转换为标准响应类型。

　　确定响应曲线

　　Butterworth，Bessel，Chebyshev的最常见的传统响应曲线如表1.0所示。除此之外还存在许多其他的响应曲线，但是其中一些是基于这些基本曲线的，只不过阶数更高，例如在高端音频分频器中常见的2阶Linkwitz-Riley就是由两个一阶Butterworth滤波器组成的。

　　

 

　　Butterworth是最常见的滤波器类型，因为其具有相比其他任何滤波器来说，最精密的平顶通带。Butterworth属于二类滤波器，意味着波纹被限制在阻带内。

　　Chebshev是一类滤波器，响应曲线比Butterworth更为陡峭，但是它在通带内会受到波纹的影响。

　　Cauer频率响应可以是一类，也可以是二类，因为在通带和阻带中的波纹都可以独立调整。对于给定的波纹值，它在阻带和通带之间具有最快的增益跃迁。

　　Bessel频率响应适合于需要线性相位响应的系统，并且在通带中具有最大的平坦群延时。因此，在波形保持非常重要的音频电路中很受欢迎。

　　频率的斜率

　　电路中电抗性元件的个数，不论是电感性还是电容性元件，决定了电路中的“阶”数。一个电阻加上一个电容就是第一阶，并且加入到电路中的每个电抗性组件都会相应增加一阶。当频率相同时，每一阶会让斜率变得更大，每八度增加6dB。

　　滤波器的阶数越高，响应曲线越接近垂直，如图1.0所示。

　　

 

　　模拟或数字

　　采用数字方案要取决于许多因素;数字方案通常会花费较长的开发时间，需要更多的资源，并且可能无法达到与模拟滤波器相同的性价比。使用数字滤波器的器件，比如FPGA或CPU，需要将模拟信号转换成数字信号以进行滤波，然后再重新转换成模拟信号。DSP解决方案能提供复杂处理的能力，但是这种额外的灵活性需要更多的开发工作和更高的花费。

　　在做出决定以前，主要应该考虑的是设计中其他必要功能模块的复杂性。