一种新结构差分低通滤波电路设计
22 浏览量
2020-07-20
10:38:29
上传
评论 1
收藏 77KB PDF 举报
一种新结构差分低通滤波电路设计一种新结构差分低通滤波电路设计
针对普通差分滤波器对高频噪声抑制能力较差的问题，综合利用差分结构抑制共模干扰的对称性与接地电容抑
制高频干扰的有效性等优点，提出一种多处接地差分形式滤波电路。通过仿真试验和实物测试，结果表明多处
接地差分滤波器在截止频率附近的幅频特性与抑制高频干扰的能力都优于普通差分滤波器，为具有差分结构的
DAC成型滤波器的设计提供理论指导。
0 引言
在处理包含数模转换(DAC)器件的电路输出信号时，由于DAC器件采样频率有限特点，输出信号在时域内成阶梯状，从频域角
度看，将得到复杂的谐波分量[1-2]。其中包含的高频干扰分量特别容易与电子线路发生电磁耦合，如果不采取有效的抑制措
施，将会严重影响信号的质量，甚至将引起电磁辐射干扰。因此，设计一个性能良好、能对带外无用频谱具有抑制功能的滤波
器，成为了DAC硬件电路首要任务。
然而伴随着硬件技术的发展，DAC采样率的逐渐提高，传统单端模拟电路无法胜任高采样的需求，如今已逐渐被具有差分结
构的模拟输出电路所替代。但是，通常处理差分结构模拟输出信号的普通差分滤波器在高频抑制能力却较差，不能达到高品质
要求[3-4]。
为此，综合差分结构抑制共模干扰的对称性与接地电容抑制高频干扰的有效性，设计一种多处电容接地差分形式的巴特沃斯滤
波器。通过仿真与实测实验对低频滤波性能和高频干扰抑制性能进行测试评估。结果表明，多处接地差分形式低通滤波器的低
频滤波效果与高频干扰抑制性能都优于普通差分滤波器。
1 巴特沃斯设计原理
1.1 巴特沃斯低通滤波器幅频特性[5]
巴特沃斯低通滤波器的幅度平方函数：
其中，n为滤波器阶数，?棕c为滤波器的截止频率。根据式(1)，用MATLAB仿真得出1～5阶巴特沃斯滤波器幅频特性曲线，如
图1所示。
1.2 传递函数
令分母多项式等于零，解算极点得：
由推导结果可得，巴特沃斯滤波器传递函数2n个极点均匀分布间隔，第1个极点位置又因滤波器稳定，故取左s平面的全部极
点作为H(?棕)的极点，右s平面是的极点属于H(-?棕)，结合式(2)幅度平方函数得：
n为偶数时：
n为奇数时：
将传递函数归一化处理，令s=s/，则将s=s·c代入传递函数表达式可得：
n为偶数时：
n为奇数时：
其通式为：
资源评论
