讓我們回到設(shè)計 2，采用 ISL28113 來完成設(shè)計，根據(jù)下面的噪聲圖(設(shè)計中經(jīng)設(shè)置電阻后會以運(yùn)算放大器噪聲電壓事項為主，故該圖主要體現(xiàn)的是運(yùn)算放大器的電壓噪聲效果)進(jìn)行輸出噪聲的公平比較。該圖顯示前兩級都出現(xiàn)了明顯的噪聲峰值，但由于最后一級 Fo 和 Q 值相對較低，起到了良好的濾除作用。該圖顯示 200KHz 時噪聲峰值為 1.49µV/√Hz，略低于設(shè)計 1。

　　圖 11. 設(shè)計 2 的輸出噪聲

　　因此，在這種情況下，把增益更多地放在第一級確實可以輕微降低總輸出噪聲。但一定要把Q 值最低的一級布置在最后，這一點(diǎn)是非常重要的。把 Q 值最高的級放在后面的設(shè)計會導(dǎo)致最高的整體噪聲。即便該級的 DC 增益只有 1，其較高的頻率峰值也會形成不理想的整體噪聲結(jié)果。

　　有興趣的話，還可以計算出兩個設(shè)計的輸出噪聲 Vpp。實現(xiàn)的方式是將頻率范圍內(nèi)的輸出噪聲功率相加得到(Vrms)2，然后開方，將平方根乘以 6 就得到大致的噪聲 Vpp。圖12顯示的是如果兩個濾波器后接矩形噪聲濾波器在X軸上該頻率下切除噪聲的情況下估算測得的輸出噪聲Vpp。

　　圖 12. 設(shè)計 1 與設(shè)計 2 的綜合輸出噪聲電壓比較

　　舉例來說，我們在 200KHz 六階設(shè)計后接一個 500KHz 的矩形濾波器，我們可以在設(shè)計 2 上測得大約 5mVPP，在設(shè)計 1 上測得 6mVPP?？傮w來說，這點(diǎn)差異不會給設(shè)計 1 前邊提到的優(yōu)勢在噪聲方面造成太大影響。

　　所以在這種情況下，將增益更多地排布到第一級可以帶來某些噪聲方面的優(yōu)勢。但這里的想法是建議把 Q 值適中、增益適中的級放在第一級，隨后是 Q 值最大、增益較低的級，最后是 Q 值最低、增益較高的級。如參考資料 1 所提供的自動設(shè)計算法，把 Q 值從高到低排序，把增益從低到高排序，可以在放大器帶寬、壓擺率一致性、階躍響應(yīng)過沖以及削波性能方面實現(xiàn)優(yōu)異的特性，只是在某些情況下輸出噪聲有適度的增加。

　　結(jié)論：

　　如果多級低通有源濾波器的目標(biāo)之一是在每級使用相同的放大器的同時，降低對運(yùn)算放大器的設(shè)計裕量要求，那么給 Q 值較高的級分配更低的增益是非常合理的選擇。為避免最終輸出出現(xiàn)噪聲峰值，最好把 Q 值最低的級放在最后。為限制級間削波，在濾波器總增益大于 1的情況下，該低Q 值級應(yīng)具有一定的增益(盡可能大于 2)。增加第一級的增益可以略微減少輸出噪聲，而將具有低增益的最高 Q 值級放在中間可以略微改善噪聲特性。

　　參考資料

　　1. iSim Active Filter Designer http://www.intersil.com/iSim;

　　2. 《新的成套 SKF 濾波器公式》，Martin Cano，EDN，2009 年 10 月 1 日;

　　3. 《iSIm Active Filter Designer 設(shè)計手冊》，Michael Steffes、Jian Wang、Oscar Mansilla、 Intersil 應(yīng)用說明 AN1548;

　　4. 《避免高速運(yùn)算放大器脈沖響應(yīng)的性能陷阱》，第二部分，Michael Steffes、En-Genius，2008 年 3 月 29 日。