Diseño de filtros de RF y analógicos — guía completa

Los filtros Butterworth ofrecen una banda de paso máximamente plana; los Chebyshev logran una caída más pronunciada a costa de rizado en la banda de paso. Para la mayoría de las aplicaciones de RF, un Chebyshev de 0,5 dB ofrece un buen equilibrio. Use el diseñador de filtros para calcular los valores de los componentes de ambas topologías solo a partir de la frecuencia de corte y el orden.

Las escaleras LC pasivas son el caballo de batalla del filtrado de RF porque manejan potencias elevadas con pocas pérdidas. Los valores de los elementos del prototipo están normalizados a 1 Ω y 1 rad/s y luego se escalan en frecuencia e impedancia. La calculadora de resonancia LC le ayuda a verificar las frecuencias de los circuitos tanque y a elegir valores normalizados de componentes. El diseñador de filtros también exporta un esquema de KiCad para pasar directamente al diseño de la PCB.

Las topologías activas Sallen-Key y de realimentación múltiple (MFB) implementan polos con amplificadores operacionales, resistencias y condensadores, sin inductores. La calculadora de constante de tiempo RC fija la frecuencia de corte de un solo polo, y la calculadora de ancho de banda del amplificador operacional confirma que el amplificador operacional tiene un producto ganancia-ancho de banda suficiente en la frecuencia de corte del filtro.

Los resonadores de cristal alcanzan factores Q de 10 000–100 000, lo que permite filtros de banda extremadamente estrecha imposibles con redes LC o RC. Una capacidad de carga correcta es crítica para funcionar en la frecuencia nominal. La calculadora de capacidad de carga del cristal calcula los condensadores externos necesarios a partir de la CL de la hoja de datos y las capacidades parásitas de la placa.

Un sintetizador de lazo de enganche de fase (PLL) necesita un filtro de lazo paso bajo que fije el ancho de banda del lazo y suprima los espurios de referencia. La calculadora de filtro de lazo PLL resuelve el filtro pasivo de bomba de carga de segundo y tercer orden a partir de los objetivos de margen de fase y ancho de banda. Un ancho de banda de lazo estrecho suprime mejor los espurios y el ruido de la referencia, a costa de un enganche más lento; un lazo más ancho suprime más el ruido de fase del propio VCO.