设计抗混叠滤波器的三个指导原则图1：用一个适当的抗混叠滤波器来阻止这些混叠我们知道，在高精度ADC应用中使用抗混叠滤波器是有益的，不过，设计合适的抗混叠滤波器也同样重要—如果你不小心的话，就像把有害误差从系统中消除一样，很容易将有害误差引入到你的系统中。在为你的应用设计抗混叠滤波器时，请考虑以下3个通用指导原则：选择你的滤波器截止频率最简单的抗混叠滤波器是一个单极、低通滤波器，如图2所示，它使用一个串联电阻器 (R) 和共模电容器 (CCM)。设计这个滤波器的第一步就是选择所需的截止频率，fC。在fC上，滤波器的响应滚降至-3dB，并且在频率域范围内继续以-20dB/十倍频的速度减少。选择一个比ADC调制器采样频率，fMOD，至少低十倍频的截止频率，其目的在于，在这些频率上以10倍或更高倍数打压带外噪声。对于增加的衰减，通过增加R和CCM 的值来进一步减少截止频率。你的数字抽取滤波器的用途就是提供帮助，所以就没有必要在所需信号带宽之后立即设定你的抗混叠滤波器截止频率。方程式1计算出单极、低通滤波器的截止频率为-3dB：
图2.ADC输入上的单极、低通滤波器有时候，一个单极、低通滤波器也许还不够。诸如振动感测等应用也许是用更少的过采样来分析更宽带宽上的信号。这就使数字抽取滤波器的通带更加靠近fMOD，并且使得抗混叠滤波器的滚降空间更小。在这些情况下，你可以添加一个包含额外RC对的第二极或第三极，以实现一个更加灵敏的滤波器响应。图3中显示的是，设计用于ADC的单极和双极滤波器的响应；这个ADC在fMOD = 1MHz上对输入进行采样。双极滤波器扁平通带向外扩展至大约20kHz，并且仍然能够在1MHz上实现-60dB的衰减。图3.单极和双极低通滤波器的频率响应考虑差分与共模滤波器之间的关系很多ADC转换两个独立输入之间（例如INP与INN）的电压，所以，设计人员经常在每个输入上放一个共模滤波器，以保持系统共模抑制
(CMR)。然而，组件容差将使任意两个滤波器不匹配，并且会降低频率范围内的CMR性能，这是因为对共同信号的滤波操作不同。这就通过人们已知的共模至差分转换产生一个差分信号误差。方程式2使用电阻器容差，RTOL，和电容器容差，CTOL，计算出共模抗混叠滤波器在指定频率下的CMR：对于需要高CMR的应用，如图4中所示，可以考虑添加一个差分滤波器，以便为2个共模滤波器提供补充。通过将差分电容器CDIFF 增加到比CCM大10倍，将差分截止频率设定为比共模截止频率低10倍频。这样可以减轻由共模组件不匹配所引入的误差，并且生成一个更加灵敏的总体滤波器响应。方程式3计算出差分低通滤波器的截止频率。需要注意的是，分母中有一个额外的因子2。 图4.添加了一个差分滤波器的共模滤波器3.选择合适的组件值将电阻器添加到信号路径中将在测量中引入有害噪声和误差，所以，不论何时都有必要将它们控制在合理的范围内。电阻器噪声—也被称为Johnson或热噪声—可被建模为电压源与你的理想“无噪声”电阻器相串联。总的说来，你不希望电阻器热噪声占据整条信号链，那么，将其保持在ADC的噪底以下就非常重要。方程式4计算出电阻器热噪声的噪声密度，vn：在这里，k = 玻尔兹曼常量 (1.38E-23 J/K)，而T是温度值，单位为开尔文。串联电阻也会在输入偏置电流出现时引入小的偏移电压。虽然你也许能够在之后校准这个值，不过还是要尽可能地限制电阻器尺寸，特别是在偏置电流有可能变得很大时更应如此。与滤波器电阻器不同，你能够使用的电容器的值越高，效果就越好。如需了解其中的原因，就必须知道ADC是如何对输入进行采样的。不包含集成缓冲器的增量-累加ADC的输入直接与ADC调制器的开关电容器采样结构相连。这个采样结构包含一个开关网络，以及电容值大约为10pF或20pF的采样电容器。图5显示的是一个经简化示例。图5.一个ADC中的经简化开关电容器采样结构采样期间，这个开关电容器电路在外部电路上放置了一个瞬态负载。这个滤波电容器帮助减少来自调制器的采样电荷注入，并且提供为采样电容器，CSAMPLE，充电所需的某些瞬时电流。滤波电容器越大，可用的电荷就越多。由于其高Q因子、低温度系数、以及稳定的电气特性，请使用NP0/C0G类型的陶瓷电容器。
较大的电容器值也会改进总谐波失真 (THD) 等AC技术规格，不过，需牢记的是，这就增加了滤波器的RC时间常量，并且需要一个更长的稳定时间。我希望这3条指导原则已经使你为下一次的抗混叠滤波器设计做好准备。更重要的是，我还希望这个博文系列已经让你了解到数据采集系统中的混叠是如何发生的，以及增量-累加ADC在哪些地方优于其它ADC架构。（来源：EETOP TI社区）关注微信号eetop-1，回复以下关键词，阅读相关文章MOS :MOS器件的深度解析MOS开关、互补开关、CMOS开关、传输门、马鞍曲线仿真方法浅谈MOSFET有多少种“击穿”？根据PDK仿真得到MOSEFET的手算参数（K,Vth）如何彻底读懂并理解MOSFET的DatasheetMOS管为什么会有饱和区特性的一个解看懂MOSFET数据表，第1部分—UIS/雪崩额定值看懂MOSFET数据表，第2部分—安全工作区 (SOA)看懂MOSFET数据表，第3部分—连续电流额定值IGBT :IGBT的设计及仿真验证（PPT) 高铁跑那么快 是怎么供电的呢？ 电源选择 LDO 的方法 LDO的ESR电流型BUCK传递函数（推导、分析）浅谈LDO和DC/DC电源的区别如何借助LDO提高降压转换器的轻负载效率LDO在IoT中省电的两种方法运放1
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提问者采纳
低通级联。4、带宽很清晰，应采用带通滤波器、相对带宽小于1时，必须先明确提出这些要求才能开展设计，没有什么“最好”、需要几阶以及哪种类型：一是算术平均值，有两种，如果要计算，恕不越俎代庖，也就是20kHz了：20k-20=19.98kHz。3、建议下载电子书《有源滤波器的快速实用设计》或《有源滤波器精确设计手册》自己进行查找，像你这样宽带的必须用高通，用几何平均值比较合理，这么大的相对带宽通常不计算中心频率，是属于“设计要求”1。2，一种是几何平均值
提问者评价
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其他1条回答
带宽比都1000了，低端频率那么低，用20K的低通算了
要求带通，所以我也老火。
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在有源滤波器中为什么通带放大倍数一般要小于3才不会振荡
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就是搞不懂这话！！
为什么分母中的一次项系数要大于零电路才能稳定工作？
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可能是针对特定的电路，不是所有的BPF
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一般都是１比１的，不放大.
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正负反馈系数问题吧
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推一下传递函数就可以了
不一定是3倍，要看具体电路的产生振荡的条件：１。幅度条件：系统放大倍数＞１２。相位条件：移相＞３６０度两个条件同时满足的时候，就会发生振荡了。如果放大倍数大于１而相位还有一定的裕量的话，那么就不会产生振荡；同样的，移相大于３６０而放大小于１的时候，也不会山生振荡。所以有时候在电路中会看到有一些加的＂莫名其妙＂的电容，那些有可能就是设计者为了能够补偿一点相位才加上去的电容。如果从零极点来看的话，有时候增加一个零点或者减少一个极点同样可以来增加系统的稳定性。
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求出传递函数即可知。
但不一定是3吧？
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这没道理。
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看具体电路，有的滤波器电路，放大几百倍都可以。
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经典滤波器与现代滤波器
经典滤波器就是我们熟知的FIR和IIR，经典滤波器要求对输入信号的频率范围已知，从功能上可划分为：
低通滤波器（LPF）
高通滤波器（HPF）
带通滤波器（BPF）
带阻滤波器（BSF）
陷波滤波器（Notch Filter）
上面的图示是滤波器的增益曲线（Gain Curve）.
现代滤波器适用于输入信号中含有混叠干扰频率，常见的包括：
维纳滤波器卡尔曼滤波器自适应滤波器……
对于现代滤波器，有时间要一个个进行研究。
数字滤波器的技术指标
滤波器的技术指标通常是以频率响应的幅值特性（或者说上面提到的增益曲线）来表征，IIR很难实现线性相位，因此一般不考虑相位特性，若要求相位特性，则可使用FIR设计。
滤波器设计指标定义图
在以上的指标中，往往使用衰减指标，滤波器衰减是指信号经过滤波器后信号强度的减少,专指信号功率幅度损失,等于20*log(输出功率/输入功率，单位为分贝(dB).
由图可知，越小滤波器性能越好，即越小越好。
由图可知，越小滤波器性能越好，即越大越好。
若在处幅值H=0.707时，=3dB，则称为3dB截止频率。我们常说的带宽就是指3dB点间的频率宽度。
滤波器设计中的其它概念：
中心频率(Center Frequency)
滤波器中心频率是指一个滤波器高低3dB频率间的中心频率，该中心频率可以是高低3dB频率的几何平均数或算术平均数。
算术平均数
几何平均数
品质因数(Qaulity Factor)
品质因数通常是用来衡量电感或电容品质的参数，等于相应的电抗与电阻之比。在带通滤波器中，负载Q(Loaded Q)等于该带通滤波器的中心频率 与3dB带宽之比。
滤波器衰减纹波示意图
通带纹波(Passband Ripple)
滤波器通带纹波是指在通带内衰减的波浪状变化,见上述滤波器衰减纹波释义图。滤波器产生的原因之一是由于负债不匹配。
反射损耗(Return/Reflection Loss)
滤波器反射损耗是指滤波器由于所接负载不匹配，由滤波器输出端反射回输入端的能量。滤波器反射损耗可用驻波比(VSWR)来定义，单位为分贝。 理想情况下，滤波器所接负载匹配即驻波比(VSWR)等于1，此时反射损耗为负无穷大分贝。
反射损耗的概念在射频电子电路设计中非常常见。
相对衰减(Relative Attenuation)
滤波器相对衰减指的是相对于零分贝，滤波器所产生的最小衰减。见上述滤波器衰减纹波释义图。
滤波器的实现
滤波器的实现即可以通过软件，也可以通过硬件实现。RC电路就是一种最简单的无源滤波器，通过改变RC电路结构能实现从低通到高通的一系列滤波器，使用FPGA设计滤波器也是一种常见的选择。软件上，通过在DSP或ARM上使用C或汇编编程也可实现FIR或IIR等滤波器。
[2] 北京科技大学大学数字信号处理课程课件
参考知识库
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