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模拟滤波器向导设计工具

电力电子 | 发布时间:2017-11-16 | 人气: | #评论# |本文关键字:滤波器
摘要:器件选择对电路设计来说至关重要。在最终开始生产前,通过仿真和原型制作验证器件选择是否正确极为重要。您对在设计中选择了合适的元件有多大自信呢?如果在仿真前有个工具能精调您

器件选择对电路设计来说至关重要。在最终开始生产前,通过仿真和原型制作验证器件选择是否正确极为重要。您对在设计中选择了合适的元件有多大自信呢?如果在仿真前有个工具能精调您的选择会怎么样?

模拟滤波器向导就是这样一种用于现实运算放大器的实用设计工具。这款工具让您不必再苦寻滤波器建议,助您设计出具备所需特性的低通、高通或带通滤波器,且准备时间更短(图1)。此外,它提供了对滤波器的理论预期和实际性能的严谨分析。

滤波器类型
图1. 滤波器类型

那么,它的工作原理是什么呢?这些建议只是基于通带和阻带定义吗?不,远不止于此。它涵盖了从定义特性到滤波器响应特性的整个过程,如图2所示。您可以通过这个选项选择滤波器响应的类型(如巴特沃兹、贝塞尔、切比雪夫等),定义从通带到阻带的转换。您还可以在较少级电路拓扑或快速建立电路拓扑间做选择。

在幅度视图定义特性
图2. 在幅度视图定义特性。

通过各种可用视图(例如幅度、相位、阶跃响应、功率和噪声),模拟滤波器向导工具让您可以检查特征参数更改时的性能变化。如图2和图3所示,幅度和相位视图可以帮助您了解信号的相位和幅度影响。

相位视图

图3. 相位视图。

级视图显示了运算放大器滤波器各级特征参数及其特性(图4)。这个视图便于分级了解滤波器。

滤波器级视图
图4. 滤波器级视图。

过冲和振铃定义波形的失真,这可通过从阶跃响应视图(图5)获得的滤波器阶跃响应进行分析。

滤波器的阶跃响应

图5. 滤波器的阶跃响应。

理论特性确定后,下一步就是电路设计,如图6所示。这时,模拟滤波器向导工具根据指定的优化类型(如功率、噪声或电压范围)给出建议。您可以选择使用建议器件或自己选择。

元件选择
图6. 元件选择。

虽然模拟滤波器向导工具按所需特性选择了最合适的器件,但是找到并使用和建议完全一致的器件可能很难或不切实际。因此,您可以通过元件容差功能灵活选择电阻和电容容差(图7)。同时,您还可以查看调整容差对滤波器性能的影响。

 定义元件容差
图7. 定义元件容差。

图8显示了使用正确放大器的最终电路设计,以便您进行电路仿真或原型制作。

最终电路
图8. 最终电路。

模拟滤波器向导工具非常实用,可以让您在每个步骤(从定义滤波器特性到定义公差)检查滤波器的性能优化。这些功能有助于在流程的每一步精调您的设计。同时它们也提供了更高的灵活性,通过更少的迭代次数获得最佳设计,从而节省宝贵的精力。

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www.analog.com/designtools/cn/filterwizard/

作者介绍

Kushwanthi Padmanabhuni [[email protected]]是欧洲中央应用中心的应用工程师,为精密测量和仪器仪表提供支持。她于2015年8月作为应届培训生加入ADI公司,工作地点在慕尼黑。她拥有机械电子硕士学位和电子与通信工程学士学位。


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