16、模拟与离散时间滤波器技术详解

模拟与离散时间滤波器技术详解

1 模拟滤波器技术

1.1 压电效应与微波元件

压电效应可用于实现电与机械量（对应压力变化的振动）之间的转换，某些打火机也利用该效应来点燃气体。在微波频率下，会使用基于铁氧体材料的各种传输线和元件。

1.2 有源滤波器

有源滤波器最初是为了取代存在诸多不良特性（如非线性、损耗、大尺寸和重量，且仅在高频时可集成）的电感器而引入的。其名称源于能够产生信号能量的有源（放大）电路元件，以区别于仅由无源元件组成的滤波器，但有源滤波器可能不稳定。
- 发展历程 ：1938 年，首批有源滤波器使用电子管作为放大元件；20 世纪 50 年代，开始使用分立晶体管，元件通常焊接在薄膜或厚膜类型的电路板上。这些有源滤波器在低频（音频）时体积比相应的无源滤波器小很多，但与无源滤波器相比，对放大元件的变化更为敏感。
- 现代理论与发展 ：J.G. Linvill 在 1954 年发表的论文被认为开启了有源滤波器的现代理论，引发了对元件灵敏度研究的兴趣，发现一些使用的 LC 滤波器在元件灵敏度方面是最优的。20 世纪 70 年代初，运算放大器价格降低，取代了晶体管，基于运算放大器的有源滤波器更易于设计，尤其适用于低频（音频），成为主导技术，不过当时可用频率范围限制在几 MHz，如今有源滤波器的带宽可达数百 MHz。

1.3 集成模拟滤波器

集成模拟滤波器使在单个芯片上集成完整系统成为可能，通常单芯片系统包含数字和模拟部分，如 A/D 转换器前的抗混叠滤波器，这能大幅降低成本。
- CM