简直一切电子电路中都能看到有源模仿滤波器的身影。音频体系运用滤波器进行频带约束和平衡。通讯体系规划师运用滤波器调谐特定频率并消除其它频率。为了使高频信号衰减，一切数据收集体系都在模数转化器（ADC）前面有一个抗锯齿（低通）滤波器，或许在数模转化器（DAC）后边有一个抗镜像（低通）滤波器。这种模仿滤波还能够在信号抵达ADC之前或许脱离DAC之后，消除叠加在信号上面的高频噪声。假如ADC的输入信号超出转化器采样频率的一半，则该信号的巨细被可靠地转化；可是，在其变回数字输出时，频率也发生改动。
运用TI的WEBENCH 滤波器规划器软件，能够高效地规划出低通、高通、带通或许带阻滤波器。这种应用程序代替了TI的FiLTErPro 和曾经国家半导体的WEBENCH有源滤波器规划器软件。在生成有源滤波器时，它运用这些程序和公式。可是，它答应深度调理各种滤波器变量，优化滤波器，为滤波器电路寻找到正确的TI运算放大器 （op amp），并具有SPICE模仿功用，比上面两个程序愈加强壮。
低通模仿滤波器的重要规划参数
低通模仿滤波器的频域标准包含4个根底参数：
fc，即滤波器的-3-dB截止频率
Ao，即滤波器的增益
Asb，即阻带衰减
fs，即阻带衰减的中止频率
图1所示WEBENCH滤波器规划器的滤波器类型窗口列出了这些参数。DC到截止频率（fc）的频率规模为带通区域。图1中Ao为带通呼应量级。运用巴特沃兹（Butterworth）或许贝塞尔（Bessel）滤波器时，带通呼应能够为扁平，而且无纹波。相反，一直到截止频率，切比雪夫（Chebyshev）滤波器都有纹波。切比雪夫滤波器的纹波差错量级为2△AMAX.
图1 WEBENCH 滤波器规划器重要模仿滤波器参数
滤波器呼应超出fc时，它会经过过渡带降至阻带区域。滤波器近似法（巴特沃兹、贝塞尔和切比雪夫等）决议过渡带的带宽和滤波器的阶数（M）。传输函数的极点数决议滤波器阶数。例如，假如某个滤波器的传输函数内有3个极点，则其为一个三阶滤波器。
一般来说，当更多极点用于完成滤波器规划时过渡带变得更小，如图2巴特沃兹低通滤波器所示。抱负情况下，低通、抗锯齿滤波器应有“砖墙”式呼应，而且过渡带极小。实践而言，这并不是最好的抗锯齿办法。进行有源滤波器规划时，每两个极点就要求有一个运算放大器。例如，32阶滤波器要求16个运算放大器、32个电容器和多达48个电阻器。
图2 巴特沃斯滤波器极点数添加带来愈加显着的转降
模仿滤波器近似计算类型
图3显现了WEBENCH滤波器规划器调查屏幕的解决方案窗口中一些可用的低通滤波器类型。用户点击“开端滤波器规划”按钮（图1）今后，呈现该屏幕。
图3 WEBENCH 滤波器规划器的低通滤波器类型
巴特沃兹、贝塞尔和切比雪夫是一些比较盛行的滤波器近似法类型。检查量级和频率域比照以及量级和时域比照情况今后，能够知道滤波器类型。
巴特沃兹滤波器
巴特沃兹滤波器传输函数包含一切极点，而且没有零，其表达式如下：
图4标明四阶、低通巴特沃兹滤波器的呼应在带通部分为扁平。这种特性的技能术语称作“最大扁平”。之后，它会显现，过渡带的衰减速率不如切比雪夫滤波器。
图5标明，相同四阶巴特沃兹滤波器的阶跃呼应在时域中有一些过冲和振铃。假如滤波器阶数更高，则这种过冲也会更高。假如这种滤波器用在多路器之后，则应考虑其安稳时刻。
图4 四阶、低通巴特沃斯滤波器的频率呼应
图5 四阶、低通巴特沃斯滤波器的阶跃呼应
切比雪夫滤波器的传输函数与巴特沃兹滤波器相似，因为它具有一切极点，而且没有零：
图6标明，四阶、低通切比雪夫滤波器的频率呼应在带通区域有0.2dB的纹波。电路规划的极点布局决议了这种纹波。总归，纹波量级的添加会下降过渡带的宽度。
理论上，2△AMAX（图1）的纹波量级能够如咱们预期的那样大或许小。高纹波量级一般会带来更多的带通区域差错，但却能够完成更快的过渡带衰减。
比较巴特沃兹滤波器，过渡带衰减速率改变更剧烈。例如，为了满意0.5dB纹波的三阶切比雪夫滤波器的过渡带宽要求，要求运用一个四阶巴特沃兹滤波器。虽然运用切比雪夫滤波器时在带通区域存在振铃，但阻带没有振铃。
0.2dB纹波的四阶、低通切比雪夫滤波器的阶跃呼应，存在相当程度的过冲和振铃（图7）。
图7 四阶、低通切比雪夫滤波器的阶跃呼应
过冲和振铃现象是频域中相位呼应的成果。咱们都还记住，阶跃呼应（或许方波）傅立叶剖析标明，经过添加奇数谐波正弦信号能够树立方波。成果是，来自阶跃输入的高频在低频之前抵达滤波器的输出端。它被称作“失真群推迟”。这种时长数秒的群推迟计算办法如下：
滤波器近似法类型比较
关于低通滤波器来说，滤波器近似法类型影响滤波器截止频率之前和之后的频率呼应。因为频率（单位赫兹）倒转为数秒时刻，因而滤波器类型会对时域发生相反影响。表1对频域（带通和过渡区域）和时域（阶跃呼应）中的低通巴特沃兹、贝塞尔和切比雪夫滤波器进行了比较。
运用WEBENCH滤波器规划器开端规划
运用滤波器规划器，工程师可在数分钟内完成对整套多级有源滤波器解决方案的规划、优化和模仿作业。经过TI厂商合作伙伴供给的TI运算放大器和无源组件，可创建出许多经过优化的滤波器规划。
你能够从很多低通、高通、带通和带阻类型中挑选一个滤波器。假如需求，能够规则衰减、群推迟和阶跃呼应等功能标准，而且还有很多的滤波器呼应可供挑选，例如：巴特沃兹、贝塞尔、切比雪夫、线性相位和过渡高斯等。经过优化脉冲呼应、安稳时刻、最低本钱、带通纹波和阻带衰减，可确认最为适合于详细规划的滤波器呼应。
Sallen-Key或许多反应拓扑结构是一切滤波器级的规划选项，而且经过评价增益带宽、电流、本钱以及其它参数之间的联系，挑选最适合于规划的最佳运算放大器。电阻器/电容器容差可规则为抱负情况，即0.5、1、2、5、10或许20%.运用用户界说的%&&&&&%器种子值进行试验，调理滤波器规划的电阻器值规模。别的，还可对滤波器拓扑结构进行优化，以完成灵敏度要求、最低本钱和最小体积。
之后，运用闭环频率呼应、阶跃呼应或许正弦波呼应选项运转SP%&&&&&%E电气模仿，以对规划进行剖析。可对这些选项的输入条件进行调整，以对不同的输出成果进行评价。
