“砖墙”低通音频滤波器无需调整

    当系统规格要求低通滤波器具有陡峭的截止频率特性时，工程师可以选择具有尖锐过渡带的“砖墙”滤波器设计。例如，在 FM 立体声广播系统中，基带音频左声道和右声道中的低通滤波器应具有至少 15 kHz 的 –3 dB 截止频率、小于 0.3 dB 的通带纹波、阻带起始频率至少 19 kHz，阻带衰减大于 50 dB，并且两个通道具有相同的相位响应。

    滤波器应提供可调节增益，以限度地提高音频处理器级的 SNR。滤波器的频率响应还应包括 19 kHz 处的陷波，以在 FM 副载波导频音频率处实现衰减，从而限度地减少相位问题。为了降低制造成本，过滤器不需要进行过程中的调整。如果不进行耗时的调整，传统的模拟有源滤波器设计就无法以合理的成本和复杂性满足这些目标。该设计理念概述了一种有源滤波器合成方法，该方法可降低滤波器对无源元件容差的敏感度，并能够构建廉价、高阶和高选择性的滤波器。

    图 1 这个七阶椭圆低通无源滤波器原型具有 15kHz 截止频率和超过 50dB 的阻带抑制。
    设计过程首先选择合适的无源滤波器拓扑 — 在本例中，是具有 50Ω 输入和输出阻抗的七阶椭圆滤波器（图 1 ）。将阻带频率跨度的起点设置为 18.72 kHz，会在 19 kHz 立体声导频频率处产生一个陷波。使用以下方程 来变换每个组件的阻抗，使滤波器的幅度与频率响应特性保持不变。