抗混叠滤波器设计
抗混叠滤波器的设计包括一个过采样架构和一个补充数字抽取滤波器。

这个过采样架构将那奎斯特频率放置在远离信号带宽的位置上，而数字抽取滤波器衰减大多数有害的带外信号。

当把二者组合在一起时，它们可以实现更加自由的抗混叠滤波器响应，只需几个分立式组件即可实现这一功能。

图1：用一个适当的抗混叠滤波器来阻止这些混叠
应用中使用抗混叠滤波器是有益的，不我们知道，在高精度ADC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个通用指3统中。

在为你的应用设计抗混叠滤波器时，请考虑以下导
原则：
选择你的滤波器截止频率1.
所示，它2最简单的抗混叠滤波器是一个单极、低通滤波器，如图。

设计这个滤波器的 (R) 和共模电容器 (CCM)使用一个串联电阻器上，滤波器的响应滚降。

在fC第一步就是选择所需的截止频率，fC 十倍频的速度减少。

，并且在频率域范围内继续以至-3dB-20dB/
，至少低十倍频的截止频调制器采样频率，选择一个比ADCfMOD倍或更高倍数打压带外噪声。

率，其目的在于，在这些频率上以10的值
来进一步减少截止频率。

对于增加的衰减，通过增加R和CCM
我在上一篇文章中提到过，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：
2.ADC输入上的单极、低通滤波器图
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，并且使得抗混叠滤波器的滚降空间更滤波器的通带更加靠近fMOD对的第二极或第三小。

在这些情况下，你可以添加一个包含额外RC 极，以实现一个更加灵敏的滤波器响应。

的单极和双极滤波器的响应；这个中显示的是，设计用于ADC图3上对输入进行采样。

双极滤波器扁平通带向外fMOD = 1MHz在ADC扩展至大约20kHz，并且仍然能够在1MHz上实现-60dB的衰减。

单极和双极低通滤波器的频率响应图3.
2.考虑差分与共模滤波器之间的关系
）的电压，所转换两个独立输入之间（例如INP与INN很多ADC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。

然而，组件容差将使任意两个滤波器不匹配，并且 (CMR)模抑制性能，这是因为对共同信号的滤波操作不CMR会降低频率范围内的同。

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。

，计算出共CTOLRTOL，和电容器容差，2方程式使用电阻器容差，：下的CMR率定在波叠抗模混滤器指频
中所示，可以考虑添加一个差分滤4的应用，如图CMR对于需要高．CDIFF 2个共模滤波器提供补充。

通过将差分电容器波器，以便为倍，
将差分截止频率设定为比共模截止频率低10增加到比CCM大倍频。

这样可以减轻由共模组件不匹配所引入的误差，并且生成10计算出差分低通滤波器3一个更加灵敏的总体滤波器响应。

方程式 2。

的截止频率。

需要注意的是，分母中有一个额外的因子
添加了一个差分滤波器的共模滤波器图4. 选择合适的组件值3. 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。

或热噪声—可被建模为电压源与你电阻器噪声—也被称为Johnson
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
的噪底以下就非常重ADC声占据整条信号链，那么，将其保持在 vn 要。

方程式4计算出电阻器热噪声的噪声密度，：
是温度值，单位玻尔兹曼常量在这里，k = (1.38E-23 J/K)，而T 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，效果就越是如何对输入进行采样ADC好。

如需了解其中的原因，就必须知道的。

调制器的开关的输入直接与不包含集成缓冲器的增量-累加ADCADC 电容器采样结构相连。

这个采样结构包含一个开关网络，以及电容显示的是一个经简化示5的采样电容器。

图或值大约为10pF20pF例。

一个图5.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，充电所需的某些瞬时电流。

滤波电容器CSAMPLE供为采样电容器，因子、低温度系数、以及稳Q越大，可用的电荷就越多。

由于其高类型的陶瓷电容器。

较大的电容器NP0/C0G定的电气特性，请使用技术规格，不过，需牢记的 (THD) 值也会改进总谐波失真等AC时间常量，并且需要一个更长的稳定时是，这就增加了滤波器的RC 间。

条指导原则已经使你为下一次的抗混叠滤波器设计做好我希望这3
准备。