数模 (DAC) 转换器重构滤波器的衰减

信息处理 过滤器设计 重建 数模
2022-02-21 09:17:18

我正在使用 12 位 DAC 来产生 10 kHz 到 400 kHz 之间的信号,以 3.33 MSamples/s 的速率产生(奈奎斯特频率为 1.665 MHz)。

我想创建一个将放置在 DAC 之后的“重建过滤器”。我的问题是,重建滤波器应该在 1.665 MHz 的奈奎斯特频率下实现多少衰减以避免混叠图像?

我知道常用的每比特启发式约 6 dB,但我想知道是否有更好的计算方法。

1个回答

好吧,你不能完全避免图像,你只能充分抑制它们。多少“足够”完全取决于您的应用程序!所以,我们不能告诉你这个。

但是,由于您可以轻松地对 400 kHz 进行过采样,第一个混叠将出现在 2.93 MHz(=信号中的最低频率,即 -400 kHz,加上采样率)。使该信号对 2.93 MHz 或更高频率的能量有多敏感?

假设在 2.9 MHz 时 50 dB 衰减完全足够,一个简单的分成两级的四阶巴特沃斯滤波器可以:

两级巴特沃斯滤波器的幅度响应 使用模拟设备滤波器设计向导设计

实现为 Sallen-Key 有源滤波器,这相当于四个电容器、四个电阻器和两个相对便宜的运算放大器。加上一个电容器和一个高值电阻分压器以交流耦合信号,由于它没有直流分量,因此可以转换为任意电压,这样您就可以在这里使用单电源电压工作。

示意图

所以这里的答案是:好吧,不管你需要什么,都不是很难,还不如去一个相当不错的过滤器。假设您希望您的通带非常平坦,您需要一个巴特沃斯滤波器,如果您选择它,您将需要一个偶数阶滤波器,而二阶滤波器不够陡峭,所以它是四阶滤波器。可以做得更好,但除非你知道为什么,否则你不需要这样做。