AD转换器中抗混叠滤波的原理及实现
摘要：带外杂散信号所引起的混叠现象是A/D转换器应用中所面临的关键问题，如果没有适当的滤波处理，这些信号会严重影响数据转换系统的性能指标。

本文主要讨论抗混叠滤波的原理及其对系统性能的影响。

并通过一个一流的高性价比、完备系统范例加以说明，利用一个集成开关电容器件实现这一重要功能。

本文几乎涵盖了所有与高性能系统设计有关的重要参数和实际问题。

产生混叠的来源：这一点在奈奎斯特定理中给出了说明。

奈奎斯特定理指出：时间连续信号转换成离散信号时，需要在一个周期内的采样次数多于2次。

如果采样次数不够，将无法恢复丢失的信息。

从图1可以更清晰地看到这一点，如果信号每周期采样一次，得到的只是一个直流信号(幅度为任意值)，如图1a所示。

如果每周期采样两次，得到一个方波信号(图1b)。

值得注意的是：对输入信号进行每周期2次的采样是一种非常特殊的情况，任何时候都要避免这种情况。

图1c所示是以200kHz采样率对190kHz信号进行采样的情况。

所得信号是一个完好的正弦波，但频率是错误的。

频率的改变正是由于混叠现象导致的。

图1a. 对正弦信号进行每周期一次的采样时，得到一个幅度为任意值的直流信号。

图1b. 对同一正弦波每周期采样两次，得到一个方波，幅度信息丢失。

图1c. Fsignal = 190kHz、Fs = 200kHz是欠采样信号，所得结果是混叠现象导致的。

图2所示是在频域的表现形式，从图中可以看出，频率高于f >fs/2的信号被镜像到fs/2。

为了避免这种现象，必须保证信号中没有更高的频率成份。

因此，我们必须了解信号的最高频率，采样频率需要高于这个频率的两倍。

一种最原始的考虑是从数字域解决这个问题，但这显然是不可取的，因为一旦完成信号采样，有些信号混叠到所感兴趣的频段，则无法从信号中移除这些频率成份。

抗混叠滤波必须在模拟域进行，即在信号采样之前。