数据采集系统中滤波器的选择

为数据采集系统选择合适的低通(抗混叠)滤波器并不像看起来那么简单。一般情况下，根据转换器的采样频率选择低通滤波器的转角频率比较简单，只要把滤波器的转角频率设为Nyquist采样频率的1/2即可。但是，开发一款能瞬间从+1V/V 增益转换到零的模拟“砖墙式”滤波器是不切实际的。因此，从频率的角度设计滤波器电路，必须考虑诸如滤波器带宽设计和阶数(极点的数量)之类的问题。本文将介绍能帮助确定低通滤波器的阶数、逼近类型和一些电路拓扑的技术。

数据采集系统中滤波器的选择
技术分类： 电源技术  模拟设计  | 2007-01-07
来源：电子设计应用 | 作者：Microchip公司 Bonnie C. Baker
为数据采集系统选择合适的低通(抗混叠)滤波器并不像看起来那么简单。一般情况下
，根据转换器的采样频率选择低通滤波器的转角频率比较简单，只要把滤波器的转角频
率设为Nyquist采样频率的1/2即可。但是，开发一款能瞬间从+1V/V
增益转换到零的模拟“砖墙式”滤波器是不切实际的。因此，从频率的角度设计滤波器电
路，必须考虑诸如滤波器带宽设计和阶数(极点的数量)之类的问题。本文将介绍能帮助
确定低通滤波器的阶数、逼近类型和一些电路拓扑的技术。

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图1 
几个低通滤波器的幅值响应与归一化频率的关系曲线。如果滤波器传递函数有多个极点
(或阶数)，则频率越高，衰减越快。

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图2  Butterworth (a)、Chebyshev (b)和Bessel (c)低通5阶滤波器的频率响应

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图3  Butterworth (a)、Chebyshev (b)和Bessel (c) 低通5阶滤波器的时间响应

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图4  Sallen-Key (a)