RF 및 아날로그 필터 설계 — 완벽 가이드

버터워스 필터는 통과 대역이 최대로 평탄하고, 체비셰프 필터는 통과 대역 리플을 감수하는 대신 더 가파른 감쇠 특성을 얻습니다. 대부분의 RF 용도에서는 0.5 dB 체비셰프가 좋은 절충안입니다. 필터 설계 도구를 사용하면 차단 주파수와 차수만으로 두 토폴로지의 부품 값을 계산할 수 있습니다.

수동 LC 래더는 큰 전력을 낮은 손실로 처리할 수 있어 RF 필터링의 주역입니다. 프로토타입 소자 값은 1 Ω과 1 rad/s로 정규화되어 있으며, 이를 주파수와 임피던스로 스케일링합니다. LC 공진 계산기는 탱크 회로의 주파수를 확인하고 표준 부품 값을 고르는 데 도움이 됩니다. 필터 설계 도구는 KiCad 회로도도 내보내므로 바로 PCB 레이아웃으로 넘어갈 수 있습니다.

능동 살렌-키 및 다중 귀환(MFB) 토폴로지는 인덕터 없이 연산 증폭기, 저항, 커패시터로 극점을 구현합니다. RC 시간 상수 계산기로 단일 극점의 코너 주파수를 정하고, 연산 증폭기 대역폭 계산기로 필터 코너 주파수에서 연산 증폭기의 이득-대역폭 곱이 충분한지 확인합니다.

수정 공진자는 10,000–100,000의 Q 값을 가지므로, LC나 RC 회로로는 불가능한 극히 좁은 대역의 필터를 만들 수 있습니다. 정확한 주파수에서 동작하려면 부하 커패시턴스를 올바르게 맞추는 것이 중요합니다. 수정 부하 커패시턴스 계산기는 데이터시트의 CL과 기판의 기생 커패시턴스로부터 필요한 외부 커패시터를 계산합니다.

위상 고정 루프(PLL) 신시사이저에는 루프 대역폭을 정하고 기준 스퓨리어스를 억제할 저역 통과 루프 필터가 필요합니다. PLL 루프 필터 계산기는 위상 여유와 대역폭 목표로부터 수동 2차 및 3차 차지 펌프 필터를 구합니다. 루프 대역폭을 좁히면 기준 신호의 스퓨리어스와 잡음을 더 잘 억제하지만 록 시간은 길어집니다. VCO 자체의 위상 잡음을 억제하려면 루프 대역폭을 넓힙니다.