利用WEBENCH軟件快速設計有源模擬濾波器
過沖和振鈴現(xiàn)象是頻域中相位響應的結果。我們都還記得,階躍響應(或者方波)傅立葉分析表明,通過增加奇數(shù)諧波正弦信號可以建立方波。結果是,來自階躍輸入的高頻在低頻之前到達濾波器的輸出端。它被稱作“失真群延遲”。這種時長數(shù)秒的群延遲計算方法如下:
濾波器近似法類型比較
對于低通濾波器來說,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。由于頻率(單位赫茲)倒轉為數(shù)秒時間,因此濾波器類型會對時域產生相反影響。表1對頻域(帶通和過渡區(qū)域)和時域(階躍響應)中的低通巴特沃茲、貝塞爾和切比雪夫濾波器進行了比較。
表1:濾波器近似法類型比較表
使用WEBENCH濾波器設計器開始設計
利用濾波器設計器,工程師可在數(shù)分鐘內完成對整套多級有源濾波器解決方案的設計、優(yōu)化和模擬工作。通過TI廠商合作伙伴提供的TI運算放大器和無源組件,可創(chuàng)建出許多經過優(yōu)化的濾波器設計。
濾波器設計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濾波器。如果需要,可以規(guī)定衰減、群延遲和階躍響應等性能規(guī)范,并且還有大量的濾波器響應可供選擇,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、穩(wěn)定時間、最低成本、帶通紋波和阻帶衰減,可確定最為適合于具體設計的濾波器響應。
Sallen- Key或者多反饋拓撲結構是所有濾波器級的設計選項,并且通過評估增益帶寬、電流、成本以及其它參數(shù)之間的關系,選擇最適合于設計的最佳運算放大器。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行實驗,調節(jié)濾波器設計的電阻器值范圍。另外,還可對濾波器拓撲結構進行優(yōu)化,以實現(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、階躍響應或者正弦波響應選項運行SPICE電氣模擬,以對設計進行分析??蓪@些選項的輸入條件進行調整,以對不同的輸出結果進行評估。
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