经过克里斯弗朗西斯
我想和大家分享一下这些年来我见过的人们对过滤器犯下的一些罪行。
2 + 2 = 4？
例如，你设计了一个2极巴特沃斯滤波器想要一个4极的，所以你把两个放在一起。你有四极滤波器?是的，但不是巴特沃斯滤镜!4极滤波器和由两个2极滤波器组成的级联电路的原理图可能看起来相同，但分量值将不同。这可以在下面说明
各种滤波器类型如Butterworth，Chebyshev，Bessel等的设计产生了一定的特性，其不是仅基于简单地重复相同阶段，而是选择Q的Q Q以提供所需的截止特性。虽然基本滤波器类型将具有20dB /十年的杆，但它们到达那里的方式是重要的，以及相应的瞬态响应和/或组延迟和阶段响应。
如果你不记得简单的2极LC需要源和负载阻抗这个事实，那么无源滤波器的情况就更糟了。如果将两个无源LC滤波器级联，由于4极滤波器不是由两个相同的4极设计简单级联的事实，你不仅不会得到期望的响应，你还会看到两个阶段的相互作用的影响。
下面示出了层叠两个相同的LC 2极滤波器的效果，并且还显示了两个阶段之间具有2（带源/负载电阻器）的缓冲器的效果。即使是那不是良好的过滤器设计，而且避免了不匹配两个阶段的源和负载引起的峰值。
可变增益
常用的Sallen & Key滤波器是“单放大器双四(SAB)”的单位增益版本。使用SAB滤波器可以获得一些增益。然而，一旦设计了滤波器并选择了元件值，就不能将其用作可变增益阶段。最好的结果是错误的响应，最坏的结果是一个振荡。虽然这似乎是显而易见的，但我已经不止一次看到人们犯这样的错误。
别忘了opamp的带宽
虽然常用的是Sallen & Key和SAB滤波器，但必须记住，随着极点数量的增加，opamp的带宽要求可能会非常高。德州仪器的免费软件- FilterPro -显示了这个带宽要求，它不应该被忽视，否则你将得不到你想要的滤波器响应，也不会得到你想要的截止频率。例如，如果您使用Sallen & Key滤波器，那么具有1kHz截止的6极切比雪夫1dB纹波滤波器需要51MHz的opamp带宽。相比之下，“多重反馈”设计需要800kHz。这就是为什么Sallen & Key过滤器虽然很受欢迎，但对于更多的极点并不总是最佳选择的原因之一。
记得组件公差
设计过滤器后的第一个问题是找到最接近的组件值，并确保它不会显着影响过滤器设计。如果您有一些成本约束，那么您将避免非常昂贵的电容器，并且可能避免E192 0.1％电阻器。一些过滤器拓扑对组件公差比其他滤镜更敏感。无论您使用哪种拓扑，您必须记得检查组件容差的效果。以下是4杆0.5dB Chebyshev，标称截止值为11kHz（绿色迹线），距离100个蒙特卡罗的结果持续到零件公差的可能影响。
正如你所看到的，它不再是0.5dB纹波切比雪夫。真实的情况可能更糟，因为蒙特卡洛分析不是“最坏的情况”。Nuhertz的滤波器设计软件会对每个元件进行灵敏度分析，这样你就可以看到增益、相位和群延迟的影响。有一个Nuhertz软件的免费版本，但它是有限的，没有灵敏度分析。
源/负载阻抗
根据滤波器设计，您可能没有源/负载阻抗的问题，但大多数过滤器没有无限输入阻抗，因此如果信号源相对于滤波器阻抗没有非常低的阻抗，则它将首先进行缓冲。如果您正在设计无源LC滤波器，请不要忘记检查电感器的串联电阻的效果。
《华盛顿邮报》如何不设计模拟滤波器!第一次出现在模拟IC提示。
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