Conception de filtres RF et analogiques — le guide complet

Les filtres de Butterworth offrent une bande passante à réponse maximalement plate ; les filtres de Tchebychev obtiennent une coupure plus raide au prix d'une ondulation dans la bande passante. Pour la plupart des applications RF, un Tchebychev de 0,5 dB offre un bon compromis. Utilisez l'outil de conception de filtres pour calculer les valeurs des composants des deux topologies à partir de la seule fréquence de coupure et de l'ordre.

Les filtres passifs en échelle LC sont les bêtes de somme du filtrage RF, car ils supportent de fortes puissances avec peu de pertes. Les valeurs des éléments du prototype sont normalisées à 1 Ω et 1 rad/s, puis mises à l'échelle en fréquence et en impédance. Le calculateur de résonance LC vous aide à vérifier les fréquences des circuits bouchons et à choisir des valeurs normalisées. L'outil de conception de filtres exporte aussi un schéma KiCad pour passer directement au routage du PCB.

Les topologies actives Sallen-Key et à contre-réactions multiples (MFB) réalisent les pôles avec des amplificateurs opérationnels, des résistances et des condensateurs, sans inductances. Le calculateur de constante de temps RC fixe la fréquence de coupure d'un pôle simple, tandis que le calculateur de bande passante d'ampli-op confirme que l'amplificateur opérationnel dispose d'un produit gain-bande suffisant à la fréquence de coupure du filtre.

Les résonateurs à quartz atteignent des facteurs Q de 10 000–100 000, ce qui permet des filtres à bande extrêmement étroite, impossibles avec des réseaux LC ou RC. Une capacité de charge correcte est essentielle pour fonctionner à la bonne fréquence. Le calculateur de capacité de charge du quartz calcule les condensateurs externes nécessaires à partir de la CL de la fiche technique et des capacités parasites de la carte.

Un synthétiseur à boucle à verrouillage de phase (PLL) nécessite un filtre de boucle passe-bas pour fixer la bande passante de la boucle et supprimer les raies parasites de référence. Le calculateur de filtre de boucle PLL résout le filtre passif à pompe de charge du deuxième et du troisième ordre à partir des objectifs de marge de phase et de bande passante. Une bande passante de boucle étroite supprime mieux les raies parasites et le bruit de la référence, au prix d'un verrouillage plus lent ; une boucle plus large supprime davantage le bruit de phase propre du VCO.