提升高频抑制性能：新型多处接地差分低通滤波器设计

本文主要探讨了一种新型结构的差分低通滤波电路设计，针对普通差分滤波器在高频噪声抑制方面的不足，该设计利用了差分结构的对称性和接地电容对高频干扰的有效抑制。这种多处接地的差分滤波器旨在解决高采样率 DAC 设备中信号质量受高频干扰影响的问题，因为 DAC 的输出信号往往包含复杂谐波，这些高频成分容易导致电磁耦合和辐射干扰。 首先，文章引言部分强调了在处理 DAC 输出信号时，滤波器的重要性，特别是在抑制带外无用频谱方面。随着硬件技术的进步，传统的单端模拟电路已经难以满足高采样率的需求，差分结构的模拟输出电路逐渐成为主流。然而，普通的差分滤波器在高频抑制性能上存在缺陷，无法满足高保真度要求。 接着，作者介绍了巴特沃斯设计原理，这是一种常用的滤波器设计方法。巴特沃斯低通滤波器的特点在于其平坦的滚降特性，即在截止频率附近幅度下降速度最快。设计者通过计算滤波器的阶数 n 和截止频率 ?c，使用 MATLAB 进行仿真实验，绘制了不同阶数的滤波器幅频特性曲线，展示了滤波效果。 文章详细解释了传递函数的计算过程，包括极点的位置分布和归一化处理，这在设计实际电路时至关重要。对于偶数阶和奇数阶滤波器，传递函数的形式有所不同，并给出了通用的计算公式。通过查找归一化多项式表，可以确定具体的参数 ak，从而得到滤波器的传递函数 H(s)。 最后，通过仿真试验和实物测试，结果证实了多处接地差分滤波器在低频滤波性能和高频干扰抑制能力上均优于普通差分滤波器。这一设计为具有差分结构的 DAC 成型滤波器提供了重要的理论支持，对于提高信号质量和减少电磁干扰具有实际应用价值。 总结来说，本文深入探讨了新型差分低通滤波电路设计的原理、优势和实验验证，对于提升现代数字信号处理系统的性能具有重要意义。