利用WEBENCH軟件快速設(shè)計(jì)有源模擬濾波器

過沖和振鈴現(xiàn)象是頻域中相位響應(yīng)的結(jié)果。我們都還記得，階躍響應(yīng)（或者方波）傅立葉分析表明，通過增加奇數(shù)諧波正弦信號(hào)可以建立方波。結(jié)果是，來自階躍輸入的高頻在低頻之前到達(dá)濾波器的輸出端。它被稱作“失真群延遲”。這種時(shí)長數(shù)秒的群延遲計(jì)算方法如下：

濾波器近似法類型比較

對(duì)于低通濾波器來說，濾波器近似法類型影響濾波器截止頻率之前和之后的頻率響應(yīng)。由于頻率（單位赫茲）倒轉(zhuǎn)為數(shù)秒時(shí)間，因此濾波器類型會(huì)對(duì)時(shí)域產(chǎn)生相反影響。表1對(duì)頻域（帶通和過渡區(qū)域）和時(shí)域（階躍響應(yīng)）中的低通巴特沃茲、貝塞爾和切比雪夫?yàn)V波器進(jìn)行了比較。

表1：濾波器近似法類型比較表

使用WEBENCH濾波器設(shè)計(jì)器開始設(shè)計(jì)

利用濾波器設(shè)計(jì)器，工程師可在數(shù)分鐘內(nèi)完成對(duì)整套多級(jí)有源濾波器解決方案的設(shè)計(jì)、優(yōu)化和模擬工作。通過TI廠商合作伙伴提供的TI運(yùn)算放大器和無源組件，可創(chuàng)建出許多經(jīng)過優(yōu)化的濾波器設(shè)計(jì)。

濾波器設(shè)計(jì)器軟件和快速上手指南下載網(wǎng)址為www.ti.com/webenchfilters-aaj。你可以從眾多低通、高通、帶通和帶阻類型中選擇一個(gè)濾波器。如果需要，可以規(guī)定衰減、群延遲和階躍響應(yīng)等性能規(guī)范，并且還有大量的濾波器響應(yīng)可供選擇，例如：巴特沃茲、貝塞爾、切比雪夫、線性相位和過渡 高斯等。通過優(yōu)化脈沖響應(yīng)、穩(wěn)定時(shí)間、最低成本、帶通紋波和阻帶衰減，可確定最為適合于具體設(shè)計(jì)的濾波器響應(yīng)。

Sallen- Key或者多反饋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是所有濾波器級(jí)的設(shè)計(jì)選項(xiàng)，并且通過評(píng)估增益帶寬、電流、成本以及其它參數(shù)之間的關(guān)系，選擇最適合于設(shè)計(jì)的最佳運(yùn)算放大器。電阻 器/電容器容差可規(guī)定為理想狀況，即0.5、1、2、5、10或者20%。使用用戶定義的電容器種子值進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，調(diào)節(jié)濾波器設(shè)計(jì)的電阻器值范圍。另外，還可對(duì)濾波器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)靈敏度要求、最低成本和最小體積。

之后，使用閉環(huán)頻率響應(yīng)、階躍響應(yīng)或者正弦波響應(yīng)選項(xiàng)運(yùn)行SPICE電氣模擬，以對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析?？蓪?duì)這些選項(xiàng)的輸入條件進(jìn)行調(diào)整，以對(duì)不同的輸出結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。